Интеллектуальная система управления маневрированием буксируемых тросовых систем

• Автор: Елисеев, Антон Михайлович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 132 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ.

1. УПРАВЛЕНИЕ МАНЕВРИРОВАНИЕМ БТС

1.1. Формализация постановки задачи.

1.1.1. Принятые допущения и ограничения

1.1.2. Основные факторы, определяющие траекторию маневра БТС.

1.1.3. Описание карты местности в районе выполнения маневра БТС

1.1.4. Интегральный критерий качества маневра

1.2. Имитационное моделирование движения БТС

1.2.1. Особенности моделирования движения БТС

1.2.2. Моделирование движения БТС с применением полной модели БТС

1.2.3. Моделирование движения БТС с применением упрощенной модели
1.2.4. Анализ быстродействия и точности моделирования
1.2.5. Обзор традиционных подходов к решению задач управления маневрированием БТС
1.2.6. Предлагаемый подход к определению траектории маневра БТС
Выводы по первой главе.
2. МЕТОДИКА ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ТРАЕКТОРНОГО ДВИЖЕНИЯ БТС
2.1. Постановка задачи прогнозирования тракторного движения БТС
2.2. Использование базы знаний о динамике БТС.
2.3. Имитационное моделирование эталонного набора маневров
2.4. Анализ множества начальных условий выполнения маневра
2.5. Определение решений задачи прогнозирования состояния БТС для выбранных нечетких значений лингвистических переменных
2.6. Определение решения задачи прогнозирования состояния БТС для заданного вектора состояния БТС
2.7. Анализ эффективности прогнозирования тракторного движения БТС
2.8. Обоснование выбора метода прогнозирования БТС.
Выводы по второй главе.
3. МЕТОДИКА ПЛАНИРОВАНИЯ ПРОГРАММНОЙ ТРАЕКТОРИИ ВЕДУЩЕГО ОБЪЕКТА БТС
3.1. Общий алгоритм решения задачи генерации и сравнения альтернативных траекторий маневра БТС.
3.2. Критерий спрямляемости маршрутных цепочек.
3.3. Алгоритм определения узловых точек траектории.
3.4. Способ учета состояния объекта управления и порядка обхода целевых областей
3.5. Оценка производительности метода волнового распространения
Выводы по третьей главе
4. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПОИСКА ТРАЕКТОРИИ МАНЕВРА БТС
4.1. Пакет прикладных программ Маневр. Состав, структура и взаимодействие программного обеспечения.
4.2. Многослойная структура карты местности
4.3. Методика применения пакета прикладных программ Маневр для решения задачи определения маневра БТС
4.3.1. Предварительный этап..
4.3.2. Подготовительный этап
4.3.3. Финальный этап
4.4. Примеры решения задачи поиска траектории маневра БТС
4.4.1. Проведение ведомого объекта БТС над заданной точкой карты местности
4.4.2. Перевод БТС на параллельный галс
4.4.3. Транспортировка груза на внешней подвеске вертолета при
нескольких исходных пунктах.
Выводы по четвертой главе.
Заключение
Список использованных источников


Практическая ценность результатов работы заключается в том, что разработанный метод определения траектории маневра БТС позволяет учитывать не только сложную динамику БТС, но и рассматривать комплекс мер безопасности маневра, включающий в себя учет рельефа местности, потоков внешней среды и специальные условия сохранения целостности БТС. Созданные средства выбора траектории маневра БТС не требует высококвалифицированного труда для составления и решения уравнений динамики БТС для каждого из режимов ее функционирования. Разработанные в рамках данной диссертационной работы методы определения траектории маневра сложного динамического объекта реализованы и внедрены в ОАО «ОКБ Сухого» для использования в рамках создания интеллектуальных систем управления ЛА. В первом разделе диссертационной работы формулируются общие принципы выбора траектории движения БТС с учетом особенностей ее динамики и характеристик ландшафта окружающей среды. Выделяются факторы, определяющие эффективность решения задачи выбора траектории маневра БТС. Формулируется интегральный критерий качества маневра, учитывающий наряду с продолжительностью маневра оценку его безопасности. При задании терминальных условий задачи предполагается возможность наличия одновременно целой группы исходных и конечных пунктов БТС. Рассматриваются особенности моделирования движения БТС с применением полной и упрощенной (стержневой) ее моделей и дается их сравнительная оценка с точки зрения точности и скорости моделирования. Приводится обзор традиционных методов решения задачи управления маневрированием БТС. Рассматриваются подходы, основанные на методах численного решения уравнений динамики БТС, методах ситуационного управления с использованием базы знаний об управлении маневрированием БТС, метод динамического программирования и подход, основанный на идее применения искусственных нейронных сетей для выбора наилучшего из нескольких эталонных решений. Во втором разделе рассматривается задача прогнозирования (моделирования) траєкторного движения БТС. Рассматривается вариант применения ЭС для прогнозирования траектории маневра БТС, предполагающий использование информации, накопленной в базе знаний в процессе предварительного обучения. При заполнении базы знаний предлагается использовать подход, основанный на проведении тестового имитационного моделирования с последующим переходом к логиколингвистическому описанию задачи управления. Дается сравнительная оценка эффективности применения различных математических моделей БТС. Третий раздел посвящен изложению метода определения программной траектории движения ведущего объекта БТС. БТС, при которых обеспечивается допустимое движение БТС в целом. Рассматривается множество только таких траекторий, критериальная оценка которых не превышает оценку искомой траектории. Формулируется критерий, позволяющий классифицировать определенные последовательности ячеек карты местности как прямолинейные участки результирующей траектории маневра. Использование этого критерия позволяет повысить точность учета направления движения БТС, а также сократить продолжительность искомого маневра. При сравнении конкурирующих траекторий маневра учитываются параметры текущего состояния БТС. В четвертом разделе приведено описание структуры разработанного в рамках данной диссертационной работы пакета прикладных программ «Маневр». Изложена методика использования этого пакета для решения задачи управления траекторным движением БТС. Выделяются три этапа решения задачи выбора траектории маневра БТС: предварительный, подготовительный и финальный. Основные результаты диссертационной работы были доложены и обсуждены на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава, Москва, МТУСИ, , и гг. НИР [-]. Структура интеллектуальной системы выбора траектории движения БТС, обеспечивающей выполнение задачи управления с учетом динамики БТС, рельефа местности и заданных терминальных условий. Методика прогнозирования управляемого траєкторного движения БТС на основе использования базы знаний о динамике БТС. Метод построения и сравнения программных траекторий движения БТС с учетом параметров ее состояния и возможностью решения задач управления с множеством целевых областей. Алгоритмическое и программное обеспечение интеллектуальной системы управления маневрированием БТС.