Управление мобильной пожарной разведывательной робототехнической системой

• Автор: Тачков, Александр Анатольевич
• Шифр специальности: 05.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 211 с. : ил.

Содержание

Список используемых сокращений
Введение
Глава 1. Задачи исследования и требования к подсистеме управления
мобильной пожарной робототехнической системой
1.1 .Пожар в помещении. Стадии пожара
1.2.Задачи разведки закрытых пожаров. Актуальность применения
мобильных пожарных разведывательных робототехнических систем
1.3 .Подсистемы управления пожарными разведывательными
робототехническими системами. Обработка информации об
опасных факторах пожара
1.4.Тактико-технические требования к подсистеме управления
разведывательной пожарной робототехнической системы. Задачи исследования
1.5. Выводы по первой главе
Глава 2. Разработка методики разведки закрытого пожара с
применением мобильной пожарной разведывательной робототехнической системы
2.1. Определение класса пожара с использованием теории нечетких множеств
2.2. Идентификация характеристик пожара на основе оценки параметров термогазодинамической среды пожара с применением
разведывательной робототехнической системы. Обратная задача динамики закрытого пожара
2.2.1. Модель динамики пожара с сосредоточенными параметрами
2.2.2.Решение обратной задачи динамики пожара с
сосредоточенными параметрами

2.3. Разведка закрытого пожара с применением мобильной пожарной разведывательной робототехнической системы
2.3.1.Разработка метода навигации пожарной разведывательной робототехнической системы в скалярном поле опасных факторов пожара
2.3.2.Методика разведки закрытого пожара с применением мобильной пожарной разведывательной робототехнической системы
2.4. Выводы по второй главе
Глава 3. Разработка подсистемы управления мобильной пожарной
разведывательной робототехнической системой
3.1 .Обобщенная многоуровневая структура подсистемы управления
пожарной разведывательной робототехнической системой
3.2.Стратегический уровень подсистемы управления мобильной пожарной разведывательной робототехнической системой. Взаимодействие с оператором
3.3. Разработка тактического уровня подсистемы управления пожарной разведывательной робототехнической системы при поиске очага пожара
3.3.1.Исследование динамики движения пожарной
разведывательной робототехнической системы
3.3.2.Выбор коэффициента наведения. Исследование траектории движения робототехнической системы с учетом изменения модуля градиента температуры
3.3.3. Разработка контроллера нечеткой логики тактического уровня подсистемы управления
3.3.4.Разработка метода параметрической настройки функций принадлежности нечеткого контроллера с учетом коэффициента пропорционального наведения

3.4. Выводы по третьей главе
Глава 4. Экспериментальное исследование разработанной подсистемы управления мобильной пожарной разведывательной робототехнической системы
4.1 .Программно-аппаратное обеспечение исполнительного уровня
подсистемы управления
4.2.Программное обеспечение тактического уровня подсистемы управления
4.3.Программное обеспечение стратегического уровня подсистемы управления
4.4.Исследование работы макетного образца подсистемы управления
методом натурного моделирования
4.4.1.Экспериментальное исследование работы исполнительного
уровня. Верификация модели динамики движения робота
4.4.2.Экспериментальное исследование работы тактического уровня.
Самонаведение робота в температурном поле
4.4.3.Экспериментальное исследование работы стратегического
уровня
4.5. Выводы по четвертой главе
Общие выводы и заключение
Список литературы
Приложение А. Исходный код программной реализации прототипа
экспертной системы
Приложение Б. Вывод уравнений математической модели динамики
движения гусеничного робота
Приложение В. Исходный код программной части исполнительного
уровня
Приложение Г. Реализация тактического уровня на графическом
языке G в среде LabVIEW
- определение скорости выгорания вещества и примерных размеров пожара.
Исходя из перечисленных требований и результатов анализа построения существующих подсистем управления ПРРТС, были сформулированы основные задачи, решаемые в диссертации:
1. Разработать методику использования мобильного робота для установления класса пожара, его характеристик (скорости выгорания) и места расположения очага пожара.
2. Разработать структуру многоуровневой подсистемы управления ПРРТС, отвечающую вышеприведенным требованиям.
3. Разработать экспертную систему стратегического уровня подсистемы управления ПРРТС, поддерживающую принятие решений оператора, координирующую работу нижестоящих по иерархии уровней управления и осуществляющую диагностику работы подсистем ПРРТС.
4. Разработать тактический уровень подсистемы управления, отвечающий за перемещение ПРРТС в условиях сильного задымления.
5. Провести численное моделирование отдельных этапов разведки пожара с использованием ПРРТС.
6. Разработать программно-аппаратный комплекс подсистемы управления ПРРТС и провести его экспериментальное исследование методом полунатурного моделирования.
1.5. Выводы по первой главе
1. Обоснована актуальность применения ПРРТС для разведки пожара и перечислены задачи разведки.
2. Проведен анализ существующих подсистем управления ПРРТС, и выделено в качестве их основного недостатка отсутствие методов оценки основных характеристик пожара (вида горящих веществ, стадии пожара, скорости выгорания).