Применение методов синтеза супервизора при проектировании дискретно-событийной системы группового управления мобильными роботами

Применение методов синтеза супервизора при проектировании дискретно-событийной системы группового управления мобильными роботами

Козов Алексей Владимирович
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)» (МГТУ им. Н.Э. Баумана), кафедра САПР, старший преподаватель, 105005, Москва, ул. Бауманская 2-я, д. 5, стр. 1, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., ORCID: 0000-0002-9997-0386

Мельникова Мария Владимировна
МГТУ им. Н.Э. Баумана, кафедра САПР, студент магистратуры, 105005, Москва, ул. Бауманская 2-я, д. 5, стр. 1, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., ORCID: 0000-0001-7638-503X

Материал поступил в редакцию 6 февраля 2023 года.

Аннотация
Статья посвящена особенностям методов синтеза управления (супервизора) для системы группового управления мобильными роботами. Верхние уровни системы группового управления рассматриваются как дискретно-событийная система. Представлены некоторые известные методы синтеза супервизора для дискретно-событийной системы, приведены оценки их вычислительной сложности. Для применения при проектировании дискретно-событийной системы группового управления выбран наилучший по критерию вычислительной сложности метод. Указаны ограничения выбранного метода, связанные с управлением независимыми действиями роботов при выполнении группового действия. Предложены модификация метода и расширение синтаксиса описания требуемого поведения (спецификации), которые позволяют снять указанные ограничения без увеличения вычислительной сложности. Применение модифицированного метода продемонстрировано на примере синтеза супервизора для группового действия выхода на рубеж с последующим тушением очага пожара тремя роботами.

Ключевые слова
Система управления, мобильный робот, дискретно-событийная система, теория супервизорного управления, супервизор, спецификация, тушение пожара.

DOI
10.31776/RTCJ.11204

Индекс УДК 
681.513.3:007.52

Библиографическое описание
Козов А.В. Применение методов синтеза супервизора при проектировании дискретно-событийной системы группового управления мобильными роботами / А.В. Козов, М.В. Мельникова // Робототехника и техническая кибернетика. – Т. 11. - № 2. – Санкт-Петербург : ЦНИИ РТК. – 2023. – С. 110-117. – Текст : непосредственный.

Литература

  1. Тачков А.А. Анализ методов группового управления в робототехнических системах / А.А. Тачков // Фундаментально-прикладные проблемы безопасности, живучести, надёжности, устойчивости и эффективности систем. – Елец : Елецкий государственный университет им. И. А. Бунина, 2019. – С. 401-404. – Текст: непосредственный.
  2. Прикладные многоагентные системы группового управления / В.И. Городецкий [и др.] // Искусственный интеллект и принятие решений. – 2009. – № 2. – С. 3-24. – Текст: непосредственный.
  3. Групповое управление подвижными объектами в неопределённых средах / Д.А. Белоглазов [и др.] ; под ред. В.Х. Пшихопова. – М. : ФИЗМАТЛИТ, 2015. – 305 c. – Текст: непосредственный.
  4. Власов К.С. Тактика группового применения наземных робототехнических комплексов при тушении пожаров в резервуарных парках / К.С. Власов, А.А. Тачков, М.М. Данилов // Пожарная безопасность. – 2020. – № 2(99). – С. 28-35. DOI 10.37657/vniipo.2020.99.2.002. (дата обращения: 25.01.23). – Текст: электронный.
  5. Тачков А.А. Транслятор тактической задачи в сеть Петри для группы наземных робототехнических комплексов / А.А. Тачков, А.В. Козов, С.Е. Панков // Программные продукты и системы. – 2018. – Т. 31, № 4. – С. 728-733. – Текст: непосредственный.
  6. Козов А.В. Динамическая реконфигурация системы управления мобильными роботами при выполнении группового действия // Экстремальная робототехника. – СПб. : ЦНИИ РТК, 2020. – С. 78-83. – Текст: непосредственный.
  7. Волосатова Т.М. Система группового управления мобильными роботами с позиций автоматизированного проектирования / Т.М. Волосатова, А.В. Козов, А.А. Тачков // Информационные технологии. – 2020. – Т. 26, № 5. – С. 274-282. DOI 10.17587/it.26.274-282 (дата обращения: 25.01.23). – Текст: непосредственный.
  8. Wonham, W.M. Supervisory Control of Discrete-Event Systems / W.M. Wonham, K. Cai. – Springer, 2018. – 502 p. – (Communications and Control Engineering). DOI1007/978-3-319-77452-7 (дата обращения: 25.01.23). – Текст: электронный.
  9. Амбарцумян А.А. Супервизорное управление структурированными динамическими дискретно-событийными системами // Автоматика и телемеханика. – 2009. – Т. 8. – С. 156-176. DOI 10.1134/S000511790908013X (дата обращения:01.23). – Текст: электронный.
  10. Wonham W.M. Supervisory Control of Discrete-Event Systems: A Brief History / Wonham W.M., Cai K., Rudie K. // Annual Reviews in Control. – 2018. – Vol. 45. – Pp. 250-256. DOI 10.1016/j.arcontrol.2018.03.002 (дата обращения:01.23). – Текст: электронный.
  11. Ramadge P.J. Supervisory Control of a Class of Discrete Event Processes / Ramadge P.J., Wonham W.M. // SIAM Journal on Control and Optimization. – 1987. – Vol. 25, no. 1. – Pp. 206-230. DOI 10.1137/0325013 (дата обращения:01.23). – Текст: электронный.
  12. Zaytoon J. Synthesis and Implementation of Logic Controllers – A Review / Zaytoon J., Riera B. // Annual Reviews in Control. – 2017. – Vol. 43. – Pp. 152-168. DOI 10.1016/j.arcontrol.2017.03.004 (дата обращения:01.23). – Текст: электронный.
  13. Wonham W.M. Modular Supervisory Control of Discrete-Event Systems / Wonham W.M., Ramadge P.J. // Mathematics of Control, Signals and Systems. – Vol. 1, no. 1. – Pp. 13-30. – Текст: непосредственный.
  14. Амбарцумян А.А. Сетецентрическое управление на сетях Петри в структурированной дискретно-событийной системе // Управление большими системами. – 2010. – Т. 30.1. – C. 506-535. DOI 10.1134/S0005117912070120 (дата обращения: 01.23). – Текст: электронный.
  15. Амбарцумян А.А. Метод прямого синтеза супервизора для структурированной дискретно-динамической системы / А. А. Амбарцумян, Е.Е. Томилин // Автоматика и телемеханика. – 2010. – № 8. – С. 168-188. DOI 10.1134/S000511791008014X (дата обращения: 25.01.23). – Текст: электронный.
  16. Амбарцумян А.А. Моделирование и синтез супервизорного управления на сетях Петри для рассредоточенных объектов. II. Метод синтеза супервизора по множеству последовательностей общего вида // Автоматика и телемеханика. – 2011. – Т. 72, № 9. – С. 173-189. DOI 10.1134/S0005117911080091 (дата обращения: 25.01.23). – Текст: электронный.
  17. Амбарцумян А.А. Моделирование и синтез супервизорного управления на сетях Петри для рассредоточенных объектов. II. Метод синтеза супервизора по множеству последовательностей общего вида / А.А. Амбарцумян // Автоматика и телемеханика. – 2011. – Т. 72, № 9. – С. 173-189. DOI 10.1134/S0005117911090165 (дата обращения: 25.01.23). – Текст: электронный.
  18. Амбарцумян А.А. Групповое управление в дискретно-событийных системах / А.А. Амбарцумян, А.И. Потехин // Проблемы управления. – 2012. – № 5. – С. 46-53. – Текст: непосредственный.

Полный текст статьи (pdf)