Методы дискретно-событийного моделирования и супервизорного управления группой мобильных автономных роботов.

Номер гранта:18-08-01492
Область научного знания:фундаментальные основы инженерных наук
Тип конкурса: (а)(а) конкурс проектов фундаментальных научных исследований
Год выполнения:2018г.
Руководитель: Браништов СергейАлександрович
Статус заявки:поддержана

Аннотация к заявке:

Работа посвящена развитию теории дискретно-событийного управления и методов автоматического синтеза супервизорных контуров управления в задачах управления распределенной робототехнической системой. Значительные результаты в этой области были получены авторским коллективом ранее при разработке методов дискретно-событийного управления и их внедрении в производственных процессах. В цели этой работы входит расширение этих методов для применения в задачах управления мобильными роботами. В настоящее время наземные мобильные роботы находят все больше применений во всех областях жизни и привлекают внимание ученых и исследователей. Одной из задач исследования является способность робота автономно функционировать в сложных, нестационарных средах. Для этого робот должен уметь ориентироваться в пространстве, находить маршрут движения из одной точки пространства в другую, избегать столкновений со статическими и подвижными объектами. При этом основные проблемы и сложность обеспечения таких способностей заключаются в решении следующих задач: формирование последовательности действий для достижения цели, расстановка приоритетов, выработка решения, согласование совместного поведения и управление группой. Данный проект ориентирован на решение именно последней задачи согласованного безопасного поведения роботов в группе. При наличии значительного числа публикаций и исследований в данной области остается нерешенной проблема избегания тупиковых ситуаций и зацикливания робота при его движении в недетерминированной среде без предварительного исследования пространства, а также в динамической среде, когда возникают препятствия на пути и перемещаются объекты. В таких ситуациях сложно формализовать принятие решение и реализовать функцию управления при переменных аргументах. В настоящем проекте предлагается подход к управлению группой мобильных роботов как управление структурно-сложной динамической системой, построенной на дискретно-событийных (ДС) моделях отдельных роботов и их функциональных компонентах. ДС-модель определяет состояния, действия, и ограничение на поведение и описывается в формализме сетей Петри и конечных автоматов. Задача управления – обеспечение согласованного, безопасного поведения группы роботов. Основные концепты подхода: раздельное моделирование автономных компонент объекта управления и требований к их совместному функционированию; анализ реализуемости требований и синтез управляющего компонента системы - супервизора. При этом метод должен гарантировать, что синтезированный алгоритм не допускает тупиков и ложных циклов и ограничивает поведение системы строго в соответствии с логическими ограничениями на поведение (является максимально разрешающим). Супервизорное управление логическое по своей сути и заключается в обеспечении взаимодействия автономных (выполняемых по своим внутренним правилам и своем масштабе времени) компонент, так чтобы обеспечить требуемую последовательность действий, исключить тупики, ловушки и зацикливания. Супервизорное управление дискретно и асинхронно по своей природе. Все происходит не в непрерывном времени, а по появлению определенных событий, моменты наступления которых спонтанны и определяются фактом окончания действия, показаниями датчиков, состоянием исполнительных механизмов, информационными сообщениями и т.д. Особенностью развиваемого в этом проекте подхода является динамическое формирование ДС-системы и распределенный синтез супервизора по компонентам системы, что является новым шагом в развитии ДС-управления. Будет предложена методика организации алгоритмического обеспечения мобильного робота для реализации алгоритмов согласования действий с другими подобными роботами в дискретно-событийной парадигме.
Аннотации к заявке и отчету приведены в авторской редакции. по состоянию на 29.03.2024.
Помог ли вам материал?
0    0