Фундаментальные основы и разработка новых методов анализа и синтеза информационно-управляющих систем автономных морских робототехнических комплексов различного вида и назначения

Объектом исследования являются автономные морские робототехнические комплексы различного вида и назначения, а также их элементы. Цель работы – создание математических основ построения функционально устойчивых систем управления движением и навигации подводных роботов, работающих в автономном режиме. В ходе выполнения заключительного этапа НИР получены следующие ключевые результаты: 1. Предложен и исследован новый алгоритм управления ДП АПА с использованием продольной линейной скорости и угловой скорости рыскания. 2. Получено доказательство, что для компенсации действия постоянного течения и использования в качестве модели АПА нелинейной кинематики, достаточно использовать IBVS подход и комбинацию пропорционального регулятора с только одним интегратором. 3. Рассмотрена задача управления сближением АПА с заданным объектом по оценке угла визирования или скорости его изменения с помощью изображений, поступающих с видеокамеры или гидроакустического датчика. 4. Предложен выбор математического описания систем управления конечным положением, содержащим, помимо нестационарной связи, дискретные корректирующие звенья, а также пути решения возникающих задач. 5. Предложен метод, алгоритм и система, позволяющие перемещать программную точку, за которой следует рабочий инструмент многостепенного манипулятора, установленного на АНПА, вдоль произвольных гладких пространственных траекторий, задаваемых параметрическими полиномами третьей степени, с заданной скоростью и с учетом ограничений, накладываемых на развиваемые ускорения. 6. Разработан и исследован новый метод восстановления вектора состояния на основе использования расширенного фильтра Калмана. 7. Разработан метод синтеза легкореализуемых адаптивных систем обнаружения, идентификации и устранения последствий дефектов. 8. На основании проведенного тестирования алгоритмов машинного обучения доказана их эффективность для обнаружения аномалий в экспериментальных данных активности моллюсков для включения в программное обеспечение биологических систем раннего оповещения для получения сигналов тревоги в режиме реального времени. 9. Исследованы и разработаны технологические и информационные модели взаимодействия автономного подводного робота и БЭС-ready судна (НИС) «Пионер-М». Область применения результатов – расширение функциональных возможностей подводной техники и повышение эффективности проведения многих подводных операций в условиях непрерывного изменения априорно неизвестной рабочей обстановки за счет применения новых методов управления и навигации.