МОДЕЛИ, МЕТОДЫ И ТЕХНОЛОГИИ УПРАВЛЕНИЯ И МОДЕЛИРОВАНИЯ ДЛЯ СЛОЖНЫХ ДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ. АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИМИ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ КОМПЛЕКСАМИ

Объект исследования - динамические системы и процессы, в частности, летательные аппараты различной компоновки; измерительно-диагностическое и технологическое оборудование для контроля и синтеза элементов и устройств фотоники. Цели проекта – разработка эффективных методов управления движением автономных летательных и наземных мобильных аппаратов; создание автоматизированных систем для научных исследований сложных динамических процессов. В рамках блока «Модели, методы и технологии управления и моделирования для сложных динамических процессов» создан программно-аппаратный комплекс, предназначенный для разработки и полунатурного моделирования систем управления беспилотными аппаратами. Для представления и идентификации аэродинамических характеристик модели предложен подход, основанный на применении модифицированного метода нечеткой кластеризации к многомерному набору данных. Разработан алгоритм управления группой мобильных роботов избегающий столкновения, на основе эвристики, моделирующей поведение индивида в коллективе. Предложен метод управления движением группы роботов заданным строем по программной траектории при возмущениях и заранее неизвестных динамических характеристиках. Предложен алгоритм траекторного управления движением мультироторного аппарата в задаче отслеживания целевого положения. Предложена математическая модель управляющего алгоритма в виде набора взаимодействующих гиперпроцессов. Предложен вычислительный метод для определения реакции микроконтроллерной встраиваемой системы на внешнее событие, реализующий ранее разработанную модель расширенного гиперпроцесса. Разработана версия языка программирования IndustrialC, который расширяет языки Си и Reflex конструкциями для спецификации предложенного вычислительного метода для микроконтроллерных платформ серии AVR. Получена модель, обеспечивающая фильтрацию HTTP-запросов в условиях реального сетевого трафика. Проведены стендовые испытания моделей устройства HTTP-фильтрации на компьютерной платформе Gridex-1, построенных как по стандартной схеме, так и с разделением функций между промышленным компьютером и программируемым коммутатором. В рамках блока «Автоматизированные системы управления научно-исследовательскими и технологическими комплексами» разработаны и обоснованы методы повышения метрологических параметров базовой платформы, используемой при создании перспективного технологического оборудования для синтеза элементов фотоники. Проведено моделирование процесса равномерного вращения с постоянной скоростью заготовки с фоточувствительным материалом при дополнительном круговом качании с малой амплитудой и частотой в 25 раз более высокой, чем частота вращения оси ротора аэростатического подшипника. Предложены технические решения для реализации φ-координаты с минимальным влиянием биений апекса ротора на качество записи/контроля структур. Предложен метод наведения телескопа гидирования (ТГ), который позволяет расширить размеры области активного и пассивного гидирования до размеров области указания цели, процедура обзора околосолнечного пространства для поиска целей, выходящих за пределы поля зрения ТГ, двух шаговая процедура, позволяющая упростить и ускорить наведение телескопа на выбранную цель. Разработана многоканальная автоматизированная система для комплексного исследования электрохимических свойств материалов на переменном токе. Разработана математическая модель теплового баланса горячей зоны гибридного пресса. Выбрано оптимальное соотношение мощностей прямого и косвенного нагрева, позволяющее достичь наилучшей однородности температуры в пресс-форме. Представлены разработка и исследование экспериментальной автоматизированной установки для высокотемпературного прессования с гибридным нагревом и под воздействием электрического поля, а также разработка комбинированного холодного пресса. Комбинированный холодный пресс предназначен для использования в научно-исследовательских лабораториях и мелкосерийном производстве.