Preview

Мехатроника, автоматизация, управление

Расширенный поиск

Ежемесячный теоретический и прикладной научно-технический журнал «Мехатроника, автоматизация, управление» учрежден ООО «Издательство «Новые технологии», зарегистрирован в Комитете Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и средств массовых коммуникаций (свидетельство о регистрации ПИ № 77-11648 от 21.01.02) и получил номер международной регистрации ISSN 1684-6427.

Журнал издается с 2000 г.; до 2001 г. издавался под названием «Мехатроника».

В журнале освещаются состояние и тенденции развития основных направлений в области разработки, создания, внедрения и эксплуатации систем автоматического и автоматизированного управления техническими объектами и технологическими процессами в промышленности, энергетике и на транспорте, а также современное состояние и перспективы развития мехатроники и робототехники – приоритетных направлений развития техносферы, интегрирующих механику, электронику, автоматику и информатику в целях совершенствования технологий производства и создания техники новых поколений. Особое внимание уделяется компьютерным методам и технологиям управления.

С 2012 г. главным редактором журнала «Мехатроника, автоматизация, управление» является проф. Н.Б. Филимонов.

В состав редколлегии журнала входят Российские специалисты из ведущих научных центров Москвы, Санкт-Петербурга, Самары, Уфы, Владивостока, Таганрога, Владимира, а также известных зарубежных специалистов из США, Италии, Франции, Австрии, Ирландии, Индии, Турции, Греции, Тайваня, Польши, Азербайджана, Беларуси и Украины.

С 2001 года журнал регулярно входит в «Перечень рецензируемых научных изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертации на соискание ученой степени кандидата и доктора наук». Высококвалифицированный состав редколлегии журнала и его института рецензирования обеспечивает рассмотрение публикаций по следующим научным специальностям:

05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации;

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами;

05.02.05 - Роботы, мехатроника и робототехнические системы;

05.07.09 - Динамика, баллистика, управление движением летательных аппаратов.

Журнал зарегистрирован в системе CrossRef: каждой статье присваивается индивидуальный индекс DOI (Digital Object Identifier).

Журнал индексируется и реферируется в Российских наукометрических базах данных на платформе eLIBRARY.RU: Российский индекс научного цитирования (РИНЦ) и SCIENCE INDEX, а также в международных базах данных: Scopus, Inspec на платформе EBSCOhost и Russian Science Citation Index Russian Science Citation Index на платформе Web of Science.

На сайте журнала размещена информация об аннотациях статей с 2003 года и размещены полные тексты статей с годичным опозданием с 2008 года.

Плата за публикацию и редакционную подготовку статей с авторов не взимается.

Журнал распространяется по подписке: подписной индекс по Объединенному каталогу «Роспечать» - 79492.

Текущий выпуск

Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков
Том 22, № 12 (2021)
Скачать выпуск PDF

СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ, УПРАВЛЕНИЕ И ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИ 

619-624 36
Аннотация

Решается задача оценки точности системы автоматического управления с нечетким ПИД регулятором. Для описания нечеткого регулятора используется его статическая характеристика, которая аппроксимируется двумя кусочно-линейными и одним кусочно-постоянным участками. Такой подход позволяет на каждом участке аппроксимированной характеристики исследовать систему как линейную и соответственно развивать известные в ТАУ методы расчета с учетом особенностей рассматриваемой системы. В статье для расчета ошибки в установившемся режиме используется теорема о конечном значении оригинала. Для двух различных типов объектов управления второго порядка — статического и астатического — на основе данной теоремы получены аналитические выражения, связывающие точность системы управления со значениями задающих и возмущающих воздействий при разной структуре регулятора (П, ПИ, ПД). При проведении экспериментальных исследований нечеткий ПИД регулятор сравнивался с линейным, настроенным по методу максимальной степени устойчивости. Результаты исследований показывают, что нечеткий регулятор позволяет обеспечить точность системы управления не хуже, чем линейный, при этом повысив динамику системы. Представленные в статье аналитические выражения позволяют оценить точность системы управления с нечетким регулятором и могут выступать в качестве методики настройки регулятора исходя из требований точности

625-633 23
Аннотация

Рассматривается задача идентификации дефектов в системах, описываемых нестационарными нелинейными динамическими уравнениями, в присутствии возмущений. Для решения задачи используются наблюдатели, работающие в скользящем режиме. Предлагаемый подход базируется на идее построения редуцированной модели исходной системы, обладающей избирательной чувствительностью по отношению к дефектам и возмущению и реализованной в канонической форме. Основной целью введения такой модели является возможность учета нестационарности системы. Кроме того, за счет модели такого вида удается ослабить ограничения, при которых для исходной системы могут быть построены скользящие наблюдатели. Изложенная теория иллюстрируется практическим примером.

РОБОТЫ, МЕХАТРОНИКА И РОБОТОТЕХНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ 

634-643 34
Аннотация

Предлагается новый подход к локализации объектов в рабочей зоне модульного реконфигурируемого робота (МРР), предполагающий установку роботом стационарных опорных измерительных пунктов (ОИП), состоящих из отделяемых от него модулей. В основе данного подхода лежит ранее предложенная авторами архитектура системы управления МРР и новый метод сопоставления информации о скорости и положении объектов, получаемой с различных сенсоров. Суть подхода состоит в следующем: прибыв в зону выполнения задачи, МРР выделяет из своего состава ОИП, содержащий источник питания, вычислительное устройство, беспроводной приемопередатчик и сенсор. ОИП осуществляют слежение за рабочей зоной с использованием разнородных датчиков (камер, дальномеров и т. д.), сегментацию объектов по получаемым измерениям и передачу этой информации на борт робота. Далее с использованием нового метода сопоставления информации о скорости и положении объектов происходит сопоставление измерений, полученных с различных сенсоров, что позволяет локализовать объекты даже в тех случаях, когда они не видны для части ОИП. Одним из ключевых преимуществ нового подхода является возможность его реализации в распределенной архитектуре МРР. Проведенные модельные экспериментальные исследования показали, что по критерию качества отслеживания Multiple Object Tracking Accuracy (MOTA) метод имеет оценку 86 %, что превосходит большинство известных аналогов, а динамическая ошибка локализации объектов в рабочей зоне 8Ѕ7 м с использованием двух камер и одного дальномера не превышает 10 см.

644-649 33
Аннотация

Телеуправляемые (дистанционно управляемые) роботы составляют значительную часть современного парка роботов и используются для разведки местности и контроля состояния важных объектов, в качестве военных роботов, роботов-саперов и т. д. Применение телеуправления с участием оператора связано с несовершенством современных автономных робототехнических комплексов, поскольку в определенных ситуациях необходимо быстро и точно принимать решения.

В данной работе исследуются проблемы отображения видеоинформации на мониторах операторов робототехнических комплексов. Рассматриваются особенности представления объемного изображения на плоскости, основанные на теории представления перцептивного пространства. Исследуются технологии в области систем телеметрии и технического зрения, использованные при составлении карт местности по проекту Stanley в рамках конкурса DARPA. Целью работы является изучение возможностей повышения скорости реакции и снижения процента ошибок операторов при управлении робототехническими комплексами, вызванных недостоверностью или низким качеством передаваемого изображения. Научная новизна исследования заключается в новых знаниях о применимости целевых искажений в изображениях, передаваемых человеку-оператору, что позволяет повысить эффективность восприятия информации человеком-оператором и, как следствие, улучшить управление технической системой.

Основное внимание уделяется разработке программного обеспечения, реализующего технологию преобразования перспективы изображений. Рассматриваются возможности применения матриц перспективного преобразования при работе с телеуправляемым робототехническим комплексом. Разработана статическая модель программного обеспечения. Для улучшения достоверности передачи информации и исправления дисторсии на передаваемом видеоизображении разработана программа работы видеокамеры с внесением искажений перспективы. По итогам работы испытан прототип системы телеметрии для отработки различных сценариев внесения целевых искажений перспективы. Исследования технологии проводятся совместно с Институтом медико-биологических проблем РАН.

ДИНАМИКА, БАЛЛИСТИКА, УПРАВЛЕНИЕ ДВИЖЕНИЕМ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ 

650-659 37
Аннотация

Обозначены основные проблемы автоматического планирования поведения автономного беспилотного летательного аппарата в нестабильных условиях воздушной среды. Показано, что актуальность решаемой в ней задачи обусловлена тем, что автономный беспилотный летательный аппарат самостоятельно формирует и реализует маршрут своего полета без поддержки с наземной станции управления. В связи с этим возникает необходимость в разработке метода автоматического управления программными движениями, связанными с реализацией построенного в решателе задач маршрута воздушного движения. Для решения данной задачи предложен подход к регулированию параметров состояния динамических объектов на основе принципа ситуационного управления целенаправленным поведением сложных систем в изменяющихся условиях функционирования. Целесообразность выбора данного принципа управления связана с тем, что состояние автономного беспилотного летательного аппарата во время полета характеризуется большим числом параметров и действующих на них возмущающих факторов окружающей среды. В целях эффективной реализации данного принципа управления введено понятие полной проблемной ситуации на объекте управления, включающее в себя вектор отклонений параметров состояния автономного беспилотного летательного аппарата от требуемых значений во время полета и возмущающие факторы воздушной среды. На этой основе разработана нечеткая модель ситуационного управления параметрами состояния автономного беспилотного летательного аппарата во время полета в нестабильной воздушной среде, в которой в целях обобщенного представления эталонных проблемных ситуаций, а также описания входящих в их структуру отклонений параметров состояния и возмущающих факторов воздушной среды использованы лингвистические переменные и функции. Определены условия, при выполнении которых эталонные, нечетко представленные проблемные ситуации являются обобщением и поглощают аналогичные друг другу фактические проблемные ситуации, возникающие на объекте управления. Это позволяет существенным образом сократить число логико-трансформационных решающих правил в модели ситуационного управления и оперативным образом автоматически определять в проблемных ситуациях результативные управляющие воздействия, обеспечивающие эффективную реализацию программных движений автономного беспилотного летательного аппарата во время полета в условиях неопределенности. В заключение показано, что для реализации управляющих воздействий, выбранных на ситуационной основе, при повышенных требованиях к точности регулирования изменяющихся во времени параметров состояния объекта управления и значительном уровне возможных рассогласований между фактическими и заданными их значениями в условиях неопределенности целесообразно использовать нечетко реализованные пропорциональный, интегральный и дифференциальный законы регулирования.

660-670 38
Аннотация

Статья посвящена разработке алгоритмов прогнозирования траектории движения маневрирующих объектов на основе непараметрической теории систем. Проводится анализ неопределенностей, влияющих на моделирование движения маневрирующих водных объектов. Приводится обзор параметрических, непараметрических и комбинированных методов прогнозирования траектории их движения. Для решения задачи высокоточного автономного управления посадкой беспилотных летательных аппаратов на судно посадки в условиях его нерегулярного движения, вызванного метеорологическими условиями и активным маневрированием, предлагается метод прогнозирования траектории движения судна посадки, основанный на решении прямых задач динамики с использованием непараметрической теории систем. Преимущества предлагаемого метода заключаются в том, что он не подвержен модельным ошибкам, так как основывается только на ретроспективном анализе нескольких последовательных значений пространственных координат судна посадки, при этом в отличие от аналогичных непараметрических методов не использует статистические вычисления, не требует своего обучения или длительной настройки. Метод не подразумевает решения задач идентификации параметров модели, состояния и управляющих воздействий и может быть применен при любых неизвестных линеаризуемых входных управляющих воздействиях, в том числе при неидентифицируемости модели динамики движения судна посадки. Приводятся результаты численного моделирования решения задачи прогнозирования траектории движения активно маневрирующего малоразмерного судна посадки с применением полной нелинейной динамической модели с шестью степенями свободы. Проведенные исследования подтверждают работоспособность, адекватность и очень быструю настройку разработанного метода в условиях полной параметрической и непараметрической неопределенности. Предлагаемый метод может быть использован для прогнозирования траектории движения любого транспортного средства при условии линеаризуемости его модели и сигналов управления на наблюдаемом интервале времени.

Объявления

2021-05-18

ЮБИЛЕЙ!

Сегодня, 18 мая 2021 г., исполняется 70 лет главному редактору журнала «Мехатроника, автоматизация, управление» профессору Николаю Борисовичу Филимонову. 

Николай Борисович стоял у истоков образования журнала, когда определялась его тематика, формировалась редакционная коллегия. А с 2012 г. он – главный редактор журнала. На этом посту он достойно продолжил дело своих предшественников – профессора М. М. Аршанского и чл. корр. АН СССР и РАН Е. Д. Теряева. В этом качестве ему удалось сформировать сильный международный совет и редколлегию, добиться включения журнала в МБД Scopus, сохранить выпуск журнала в прежнем объеме и периодичность в период пандемии. 

Отметим, что связь Николая Борисовича с издательством «Новые технологии» не ограничилась работой только в одном журнале. Он – ответственный секретарь объединенной редакции Издательства, заместитель главного редактора журнала «Информационные технологии». Впрочем, сотрудничество Николая Борисовича с нашим коллективом, сложившимся на базе одной из редакций издательства «Машиностроение», началось еще в конце 70-х годов прошлого века.

Издательство «Новые технологии» поздравляет Николая Борисовича с юбилеем и желает крепкого здоровья, большого счастья и новых творческих успехов!

Коллектив Издательства «Новые технологии»

Еще объявления...