Исследование динамики движения в жидкости роботов с неизменяемой формой оболочки и управляемых внутренними роторами

Объекты исследования – подводный робот с осесимметричной оболочкой в форме эллипсоида вращения и надводный робот с оболочкой, имеющий форму симметричного крылового профиля. Оба робота передвигаются в жидкости за счет изменения гиростатического момента, возникающего за счет вращения роторов, расположенных внутри оболочки. Цель работы – исследование принципов движения в жидкости роботов, управляемых внутренними механизмами, и разработка алгоритмов управления их движением. Для достижения цели использовались аналитические и численные методы решения уравнений динамики, численное решения уравнений Навье-Стокса. При проведении экспериментальных исследований движения роботов использовалась система захвата движения, позволяющая восстанавливать траекторию движения и ориентацию объектов с частотой до 200 Гц. Обработка полученных данных проводилась с использованием программных комплексов Matlab и Maple. Программное обеспечение для управления роботами разрабатывалось на языках программирования C, C++, C#. Новизна работы. В диссертационной работе получены следующие результаты, отличающиеся научной новизной: 1. Математическая модель движения в жидкости подводного робота за счет изменения внутреннего гиростатического момента. 2. Математическая модель движения в жидкости надводного робота за счет изменения внутреннего гиростатического момента. 3. Алгоритм управления движением по поверхности жидкости надводного робота за счет изменения внутреннего гиростатического момента. 4. Экспериментальная апробация разработанных математических моделей движения в жидкости надводного и подводного роботов за счет изменения внутреннего гиростатического момента. Теоретические результаты заключаются в разработке математических моделей движения в жидкости подводного и надводного роботов, перемещающихся за счет изменения внутреннего гиростатического момента, возникающего за счет вращения роторов, расположенных внутри оболочки роботов; в разработке алгоритмов управления подводным и надводным роботами на основе анализа построенных моделей движения. Практические результаты заключаются в разработке конструкций и создании прототипов подводного и надводного роботов, перемещающихся в жидкости за счет внутреннего гиростатического момента, возникающего за счет вращения роторов; в экспериментальной апробации разработанных математических моделей. Область применения: в научно-исследовательских организациях при исследовании и создании новых мобильных роботов, перемещающихся в жидкости за счет изменения внутреннего гиростатического момента; использование роботов в учебном процессе высших учебных заведений в качестве лабораторного комплекса.