Синтез алгоритмов управления летающим роботом для системы точного земледелия методом сетевого оператора

• Автор: Атиенсия Вильягомес Хосе Мигель
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 133 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава 1. Постановка задачи
1.1 Формальная постановка задачи синтеза системы
логико-функционального управления
1.2 Обзор методов синтеза системы логико-функционального
управления
1.3 Выводы к главе
Глава 2. Современные вычислительные методы синтеза структуры систем управления
2.1 Метод генетического программирования
2.2 Метод арифметического сетевого оператора
2.3 Метод логического сетевого оператора
2.4 Выводы к главе
Глава 3. Численный метод синтеза системы логико-функционального управления
3.1 Задача синтеза системы логико-функционального управления
3.2 Генетический алгоритм для решения задачи синтеза системы
логико-функционального управления
3.3 Выводы к главе
Глава 4. Синтез системы управления летающим роботом
4.1 Постановка задачи синтеза системы логико-функционального
управления летающим роботом
4.2 Математическая модель летающего робота
4.3 Критерии качества управления
4.4 Система логико-функционального управления летающим роботом .,..
4.5 Выводы к главе
Глава 5. Вычислительный эксперимент
5.1 Задача управления без препятствий
5.2 Задача управления с препятствиями
5.3 Трехмерное моделирование
5.4 Выводы к главе
Заключение
Литература
Приложение
Приложение
АКТ о внедрении результатов диссертации в учебный процесс (РУДН).ЛЗЗ

Введение
Актуальность темы исследования. Работа посвящена исследованию и разработке метода решения проблемы синтеза логико-функциональной системы автоматического управления динамическим объектом, летающим роботом, применяемым в области точного земледелия. Точное земледелие (Precision Agriculture) [46] является новым направлением в области сельского хозяйства, относится к адаптивно-ландшафтному земледелию и основано на наукоемких информационных технологиях. Для эффективного применения технологии точного земледелия необходимо располагать полной информацией о процессе выращивания культур. Для этой цели необходимо осуществлять ежедневный мониторинг используемых земель. Эту задачу сегодня эффективно решают летающие роботы типа квадротор.
Следует отметить, что при установке специальной аппаратуры, сенсоров и датчиков, летающий робот обеспечивает получение большого количества информации по исследованию почвы, ее влажности, плотности высева, оценки качества внесения удобрений и пр. Следует выделить отдельный спектр задач, в которых используют интеграцию данных, получаемых с летающего робота, с программными системами, используемыми в агропромышленном менеджменте. Квадротор облетает поле с прикрепленными к нему датчиками и передаёт точную картину ландшафта требуемого участка.
Использование квадротора позволяет повысить эффективность точного земледелия за счет уменьшения трудозатрат и увеличить рентабельность за счет использования для получения прибыли очень малых участков земли.
Для эффективного использования летающего робота в точном земледелии необходимо обеспечить режимы управления его автономной роботы без участия оператора. Летающий робот должен без участия человека осуществлять движение по заданной пространственной траектории и выполнять действия по измерению, сбору данных и передачи необходимой информации на центральный пульт управления. В процессе автономной работы летающий робот должен принимать

Глава 3. Численный метод синтеза системы логико-функционального
управления
3.1 Задача синтеза системы логико-функционального управления
Рассмотрим численный метод сетевого оператора для синтеза системы логико-функционального управления. Метод предназначен для решения следующей формальной задачи.
Задана система обыкновенных дифференциальных уравнений, описывающая модель объекта управления
где х е Яи, и е ГГ с Яш, И - ограниченное замкнутое множество, т<п.
Состояние объекта управления оцениваем по наблюдаемым координатам
х = і(х,и),
(3.1)
У = г(х),
(3.2)
где у е Я , / < п .
Для системы (3.1) заданы начальные условия
(3.3)
Задано множество целевых состояний
(3.4)
причем г
г(х°)=у°.
Задан критерий качества управления

•/= {/оМ'МОМ —»ППП,
(3.5)

где Iу - время управления, которое может быть ограничено, < / +, но не задано.
Необходимо найти управление в форме
и - Ь(х),
(3.6)