Автореферат (1090782)
Текст из файла
На правах рукописиДиане Секу Абдель КадерМОДЕЛИ, АЛГОРИТМЫ И ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕМНОГОАГЕНТНЫХ РОБОТОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМСпециальность 05.13.01Системный анализ, управление и обработка информацииАВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степеникандидата технических наукМОСКВА – 2016Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетномобразовательном учреждении высшего обазования "Московскийтехнологический университет" (МИРЭА)Научный руководитель:Манько Сергей Викторович,доктор технических наук, профессор,профессор кафедры Проблем управленияМИРЭАОфициальные оппоненты:Лебедев Георгий Николаевич,доктор технических наук, профессор,профессор кафедры «Системыавтоматического и интеллектуальногоуправления» МАИМихайлов Борис Борисович,кандидат технических наук, доцент,доцент кафедры «Робототехнические системыи мехатроника» МГТУ им.
Н. Э. БауманаВедущая организация:Федеральное государственное бюджетноеобразовательное учреждение высшегообразования Московский государственныйтехнологический университет «Станкин»Защита состоится 22 апреля 2016 г. в 14 часов 30 минут на заседаниидиссертационного совета Д212.131.03 при Московском технологическомуниверситете (МИРЭА) по адресу: 119454, г.
Москва, пр-т. Вернадского, д.78, ауд. Г-412.Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенный печатью организации,просим высылать по адресу: 119454, г. Москва, пр-т. Вернадского, д. 78,МИРЭА, ученому секретарю совета Д212.131.03.С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотекеМИРЭА и на сайте www.mirea.ruТелефон для справок: +7 (499) 215-65-65 (доб. 4012)Автореферат разослан «»2016 г.Ученый секретарьдиссертационного советадоктор технических наук, профессорТягунов О. А.2Общая характеристика работыАктуальность. В течение ряда последних лет, как в России, так и зарубежом активно ведутся программы научно-исследовательских и опытноконструкторских работ по созданию автономных роботов различногоназначения, которые должны оснащаться интеллектуальными бортовымисистемами управления, обладать опережающим уровнем тактикотехнических характеристик и обеспечивать надежное выполнениенеобходимых функций не только в дистанционном, но и в автоматическомили полуавтоматическом режимах.Одна из главных перспектив их применения сопряжена с концепциейпостроениямногоагентныхробототехническихсистем(МАРС),предполагающей не только объединение функциональных возможностей иресурсов, но и организацию взаимодействия группы автономных роботов техили иных типов в целях существенного повышения эффективности решениятребуемых задач для широкого круга прикладных областей, включая военноедело и специальные операции, поисково-спасательные и ремонтновосстановительные работы, промышленное производство и гражданскоестроительство, сельское и коммунальное хозяйство, освоение космическогопространства, глубоководные изыскания и т.д.Цели и задачи.
Целью диссертации являются разработка принциповпостроения МАРС и создание высокоэффективных средств и технологийгруппового управления полуавтоматическими и автономными роботами длясовместного выполнения требуемых прикладных задач.Поставленные цели диссертации определяют совокупность решаемых вней задач, главными из которых являются: разработка концепции и принципов построения МАРС; разработка моделей и алгоритмов планирования действий и взаимнойкоординации целесообразного поведения полуавтоматических иавтономных роботов при совместном решении общей прикладной задачив составе многоагентной группировки; разработка алгоритмов распределения заданий между роботами в составеМАРС с учетом имеющихся у них ресурсов; разработка алгоритмов оценки численности состава МАРС; разработка принципов построения и алгоритмического обеспечениясредств человеко-машинного интерфейса для оперативной постановкиприкладных задач автономным роботам, действующим в составемногоагентной группировки; разработка моделей и алгоритмов анализа внешней обстановки ипрогнозного управления автономными роботами, действующими всоставе МАРС; разработка программного обеспечения, реализующего предлагаемыеалгоритмы и позволяющего обеспечить моделирование задач группового3управления автономными роботами и управление многоагентнымигруппировками; проведение экспериментальных исследований по компьютерномумоделированию МАРС и групповому управлению реальными образцамиавтономных роботов для оценки работоспособности и эффективностипредлагаемых моделей и алгоритмов.Методы исследования.
В работе использованы методы современнойтеории автоматического управления, теории принятия решений, системногоанализа,комбинаторики,искусственногоинтеллекта,обработкиизображений, а также методы математического и имитационногомоделирования.Научная новизна работы определяется совокупностью выносимых назащиту моделей и алгоритмов группового управления: предложенной концепцией построения МАРС и человеко-машинногоинтерфейса для взаимодействия с ними; разработанными моделями и алгоритмами планирования заданий всоставе МАРС, основанные на развитии методов теории конечныхавтоматов; разработанными алгоритмами распределения заданий в составе МАРС сучетом имеющихся ресурсов на основе формированиямногокритериальных оценок; разработанным алгоритмом оценки необходимого численного составаМАРС.В то же время новыми в научном плане являются теоретические иэкспериментальные обоснования возможности повышения эффективностиМАРС на основе моделей и алгоритмов анализа внешней обстановки ипрогнозного управления автономными робототехническими агентами.Практическая ценность работы определяется совокупностьюразработанного алгоритмического и программного обеспечения МАРС,которое включает следующие компоненты: программно-алгоритмическое обеспечение бортовой системы управленияавтономным робототехническим агентом; программно-алгоритмическое обеспечение подсистем планированиядействий и распределения заданий в МАРС; программно-алгоритмическое обеспечение человеко-машинногоинтерфейса для МАРС различных типов и назначения; программно-алгоритмическое обеспечение для моделированиямногоагентных робототехнических систем; программно-алгоритмическое обеспечение системы визуальной навигациидля робототехнических агентов в составе МАРС.Апробация работы.
Основные результаты работы докладывались иполучили положительную оценку на научно-технических конференциях:Девятая Всероссийская научно-практическая конференция «Перспективныесистемы и задачи управления» (п. Красная Поляна, 7 – 11 апреля, 2014 г.),4XII Всероссийское совещание по проблемам управления ВСПУ-2014(Москва, 16 – 19 июня 2014 г.), Пятая научно-техническая конференциямолодых ученых и специалистов (Москва, 25-27 сентября 2014 г.),Международнаянаучно-техническаяконференция«Экстремальнаяробототехника» (Санкт-Петербург, 8 – 9 октября 2015 г.).Публикации. Основное содержание работы отражено в 14публикациях, из них 8 статей опубликованы в журналах, входящих вперечень ВАК РФ, 1 статья опубликована в рецензируемом зарубежномиздании. По результатам диссертационного исследования также получено 2свидетельства о государственной регистрации программы для ЭВМ.Внедрение результатов исследования.
Некоторые теоретические ипрактические результаты, полученные в рамках диссертационногоисследования, были использованы в научно-исследовательских работах,выполнявшихся на кафедре проблем управления МИРЭА: НИР«Исследование и разработка принципов построения, моделей и алгоритмовинтеллектуальных систем управления перспективными образцами новогопоколения транспортных средств» (Минобрнауки РФ, 2012 – 2013 г.г.); НИР«Методы и алгоритмы управления роботами и другими типами сложныхдинамических объектов с интеллектуальными обратными связями»(Минобрнауки РФ, с 2013 г.
по настоящее время).Основные результаты диссертационного исследования внедрены вучебный процесс кафедры проблем управления МИРЭА, а именно: учебно-исследовательский комплекс на базе Lego Mindstorms NXT 2.0 длялабораторного практикума по исследованию методов и алгоритмовгруппового управления роботами; конспект лекций для курса «Управление интеллектуальными роботами иробототехническими системами» в виде учебного пособия «Методы иалгоритмы управления роботами и другими типами сложныхдинамических объектов с интеллектуальными обратными связями»; учебно-исследовательский комплекс «Многоагентная робототехническаясистема на базе роботов KUKA youBot» для проведения научноисследовательских работ магистров, проходящих подготовку понаправлениям «Мехатроника и робототехника» и «Управление втехнических системах».Структура и объем работы.
Диссертационная работа состоит извведения, 5 глав, заключения, библиографического списка, включающего 82наименования, и 2 приложений. Работа изложена на 165 листахмашинописного текста, содержит 65 рисунков и 11 таблиц.Краткое содержание работыВо введении показана актуальность исследования многоагентныхробототехнических систем, сформулированы цели и основные задачидиссертации, обоснована структура работы.5В первой главе дается обзор существующих сфер применениямногоагентных робототехнических систем и перспективных образцов МАРСдля различных прикладных областей.Проанализированы подходы к организации МАРС с различнойстепенью централизации управления. Рассмотрены существующиетехнологии беспроводной сетевой связи в МАРС.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
