ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ И РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ УПРАВЛЕНИЯ МОБИЛЬНЫХ РОБОТОВ

Цель работы: Развитие современной теории динамических систем, механики и теории управления. Изучение нелинейных динамических систем с неинтегрируемыми связями, возникающих при описании свободного и управляемого качения твердых тел по различным поверхностям при условии отсутствия проскальзывания, а также свободного и управляемого движения тел в жидкости, под действием внешних сил, и с учетом диссипации. Применение полученных теоретических результатов к анализу моделей физических, механических и робототехнических систем. Поиск новых динамических эффектов, и их использование для разработки алгоритмов управления робототехническими системами. В ходе работы по проекту в 2023 г. проведены запланированные исследования: 1. Исследование динамики и вопросов управления механическими системами с сервосвязями, которые реализуются за счет внешних сил или моментов. Изучение модельных систем, описывающих качение шара (диска) по движущейся платформе, к которой приложен управляющий угловой момент. Исследование влияния геометрии (формы) платформы на стабилизацию шара. 2. Исследование ряда динамических систем, описывающих динамику многозвенных колесных платформ различной конструкции. Аппаратная реализация систем управления такими мобильными роботами невозможна без предварительного изучения математических моделей разрабатываемых конструкций. При проведении таких исследований планируется обнаружить динамические эффекты, понимание которых может быть полезным при проектировании конструкции робота и его системы управления. 3. Исследования неограниченного ускоренного движения неголономных систем за счет малых периодических колебаний внутренних механизмов. Подобные эффекты могут быть полезными при построении как водных, так и сухопутных мобильных роботов. Исследование возникновения хаотических режимов движения также представляет интерес, поскольку напрямую связано с управляемостью системы. Отметим, что данная задача напрямую связана с проблемами переноса энергии в нелинейных системах и ускорением Ферми. 4. Исследование рассматриваемых робототехнических систем с учетом сил сопротивления и нестационарных внешних воздействий. В частности, планируется исследовать влияние колебаний подстилающей поверхности на движение мобильных робототехнических систем с элементами качения. Планируемые результаты исследований в данном направлении позволят уточнить разрабатываемые алгоритмы управления и обеспечить их применимость в условиях нестационарных воздействий на рассматриваемые робототехнические системы. 5. Исследование управляемости и поиска алгоритмов управлением движением тела с острой кромкой и внутренним тяжелым эксцентриком в жидкости с использованием. Результаты синтеза оптимальных параметров конструкции на базе исследований разработанной математической модели.