Разработка интеллектуальных информационно-управляющих систем для подводных робототехнических комплексов

Объектом исследований является высоконадежная информационно-управляющая система (ИУС) подводных робототехнических комплексов (ПРК). Цель исследований – создание новых методов и технологий построения высоконадежных ИУС с элементами искусственного интеллекта для перспективных многофункциональных ПРК, предназначенных для эффективного выполнения, в том числе в составе группы, различных сложных подводных операций в заранее неизвестной обстановке. При этом интеллектуальные свойства создаваемых ИУС должны обеспечиваться за счет введения и использования управляющих программ и сигналов, которые полностью или частично формируются автоматически в соответствии с поставленным заданием (миссией), а также в зависимости от текущих параметров этих ПРК. В ходе выполнения заключительного этапа НИР в 2021 году были получены следующие основные результаты. 1. Предложен обобщенный подход к синтезу отказоустойчивых систем управления для ПРК (автономные необитаемые подводные аппараты, подводные манипуляторы) различного вида и назначения при возникновении неустранимых дефектов в их исполнительных элементах и датчиках, обеспечивающих безопасное возвращение этих роботов к базе или судну-носителю. 2. Для практической реализации создаваемых отказоустойчивых систем управления разработан новый метод синтеза робастных диагностических наблюдателей с переменной структурой, обеспечивающих в реальном масштабе времени определение величин дефектов и отклонений параметров от номинальных значений в ПРК, описываемых нелинейными дифференциальными уравнениями с переменными параметрами. 3. Разработан и реализован алгоритм обработки информации, поступающей от бортовых систем технического зрения ПРК, обеспечивающий динамическое построение единой фотокарты морского дна. 4. Разработан новый метод построения единого информационного пространства и системы группового управления ПРК, двигающихся в режиме «лидер-ведомые». 5. Разработан метод синтеза комбинированных систем управления ПРК, обеспечивающих высокую точность их движения по пространственным траекториям с учетом возникающих дефектов. 6. Создана новая архитектура цифровой платформы для реализации распределенных систем управления и навигации для ПРК, выполняющих технологические операции в различных, в том числе арктических, условиях, а также предложена система команд, обеспечивающая гибкое задание миссий ПРК различного типа. 7. Выполнено математическое моделирование и предварительные полунатурные исследования, которые подтвердили работоспособность и высокое качество созданных в проекте интеллектуальных высоконадежных ИУС ПРК.