Построение математической модели шагающего добычного модуля передвигающегося по дну как объекта управления.

В условиях возрастающего дефицита полезных ископаемых наблюдается повышенный интерес к разработке подводных месторождений. В России наиболее значительным минерально-сырьевым потенциалом характеризуются арктические шельфовые зоны. Вместе с тем, освоение месторождений полезных ископаемых арктического шельфа пока затруднено, из-за отсутствия эффективных технологий их добычи. Абсолютно неисследованными остаются месторождения в зоне постоянных льдов. Проект направлен на создание глубоководных необитаемых донных шагающих робототехнических систем (самоходных технологических и добычных модулей), имеющих определенные возможности по самоадаптации к неорганизованной поверхности дна и по выполнению типовых технологических операций (выравнивание площадок на дне, гидромеханический размыв донных отложений, размельчение и подбор рудного материала и др.) в условиях отсутствия внешних управляющих воздействий. Научная новизна проекта заключается в адаптации известных методов проектирования шагающих роботов и их информационно-измерительные и управляющие системы к специфическим условиям морского дна и особенностям подводных добычных технологий. При выполнении 1-го этапа Проекта (в 2023 г.) осуществлялось построение математической модели «тяжелого» (массой до 300 т) подводного шагающего аппарата (самоходного шагающего добычного модуля) как объекта управления. Разработана динамическая модель «тяжелого» подводного шагающего аппарата передвигающегося по дну. Проведена формализация задачи управления роботом при его работе в подводных условиях. Разработана база нечетких правил, определяющих стратегию управления подводным шагающим модулем при проведении типовых технологических грунтовых и др. операций в условиях недостаточной сенсорной информации. Разработаны методы локального позиционирования подводных роботов в условиях известной карты рабочего пространства. Проведен интерактивный анализ поведения системы управления «тяжелого» шагающего добычного модуля передвигающегося по дну в типовых технологических ситуациях при помощи программной модели объекта управления. Полученные результаты могут быть востребованы при разработке шагающих робототехнических систем передвигающиеся по дну. Такие мобильные роботы могут использоваться при выполнении различных подводно-технических работ, для проведения донных грунтовых работ, при внедрении новых промышленных технологий освоения ресурсов морского дна, для подводной археологии и для обеспечения антитеррористической и техногенной безопасности объектов подводной инфраструктуры.