Разработка колесных и подводных мобильных робототехнических систем

В 2019 г. исследованы свободное и управляемое движение трехзвенного симметричного колесного экипажа типа автопоезд. Указаны семейства неподвижных точек свободной системы (соответствующих движению по окружности), исследована их устойчивость. Указан частный случай, в котором система допускает дополнительный первый интеграл движения и обладает инвариантной мерой. Управляемое движение реализуется за счет изменения углов между центральным и боковыми звеньями. Указаны границы применимости неголономной модели для рассматриваемой задачи. Показано, что система является управляемой по теореме Рашевского - Чжоу. Показано отсутствие управляемости роллер-рейсера по теореме Рашевского - Чжоу. Разработан алгоритм определения параметров гейта при разгоне системы вдоль прямой. Разработана система управления мобильного робототехнического устройства с учетом обратных связей для погрузки на мобильную платформу. Предложен оптимальный алгоритм планирования траектории движения. Разработана интеллектуальная система с обратной связью для управления колесным роботом, предложен алгоритм обучения искусственной нейронной сети и формирования обучающих выборок на основе уравнений движения колесного робота при движении по траекториям в виде эластик Эйлера с минимизацией управления. Создан экспериментальный экземпляр сочлененной колесной системы, допускающей изменение собственной геометрии. Выполнен сравнительный анализ теоретической и экспериментальной траектории роллер-рейсера для оценки используемой динамической модели движения. Рассмотрена задача об управляемом движении в вязкой жидкости профиля Жуковского с внутренним ротором, угловая скорость которого является периодической функцией времени. Построены карта динамических режимов, карта старшего показателя Ляпунова, однопараметрические бифуркационные диаграммы. Показано, что в системе возникают странные аттракторы через каскад бифуркаций удвоения периода. Рассмотрено плоскопараллельное движение эллиптического профиля в жидкости при ненулевой постоянной циркуляции под действием внешних периодических силы и момента. Показано, что в общем случае в отсутствие трения для отображения за период наблюдается обширный стохастический слой. При добавлении диссипации из стохастического слоя могут возникать странные аттракторы.