Подход к исследованию алгоритмов управления АНПА при возникновении неисправностей в его оборудовании

Подход к исследованию алгоритмов управления АНПА при возникновении неисправностей в его оборудовании

Мартынова Любовь Александровна
д.т.н., с.н.с., в.н.с., АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 197046, Санкт-Петербург, ул. Малая Посадская, д. 30, тел.: +7(921)941-13-95, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., ORCID: 0000 0002 5613 0838

Пашкевич Иван Владимирович
АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», Главный специалист по разработке гидроакустики, 197046, Санкт-Петербург, ул. Малая Посадская, д. 30, тел.: +7(911)932-00-06, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., ORCID: 0000 0002 6706 5592

Подшивалов Георгий Андреевич
АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», инженер-программист, 197046, Санкт-Петербург, ул. Малая Посадская, д. 30, тел.: +7(921)310-18-89, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Конюхов Геннадий Вячеславович
к.т.н., АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», начальник группы, 197046, Санкт-Петербург, ул. Малая Посадская, д. 30, тел.: +7(921)653-77-68, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., ORCID: 0000-0003-2415-9713

Горбачев Николай Иванович
АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», инженер-программист, 197046, Санкт-Петербург, ул. Малая Посадская, д. 30, тел.: +7(931)980-09-79, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., ORCID: 0000-0002-1771-4152

Гриненкова Татьяна Александровна,
АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», инженер, 197046, Санкт-Петербург, ул. Малая Посадская, д. 30, тел.: +7(921)310-52-84, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Стариков Александр Иванович
АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», начальник группы, 197046, Санкт-Петербург, ул. Малая Посадская, д. 30, тел.: +7(931)531-79-42, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Материал поступил в редакцию 16 апреля 2023 года.

Аннотация
Рассмотрен стенд моделирования функционирования подсистем автономного необитаемого подводного аппарата и его системы управления, проанализирована возможность реализации тестирования алгоритмов в случае возникновения неисправностей в оборудовании – без вмешательства в штатную работу алгоритмов, размещенных в виде программ на штатной аппаратной части. Предложен подход к проведению исследований, связанных с возникновением неисправностей в оборудовании подсистем аппарата и направленных на тестирование работы алгоритмов функционирования подсистем аппарата и его системы управления. Подход основан на формировании базы данных возможных неисправностей по каждой подсистеме аппарата и аппарата в целом, разработке алгоритма случайного появления неисправностей одного из типов из базы данных неисправностей. Разработано автоматизированное рабочее место оператора с интерфейсом программы задания неисправностей, предусматривающим задание неисправностей как оператором, так и вероятностной программой в случайные моменты времени. Интерфейс позволяет наглядно отображать служебную информацию о токопотреблении, энергопотреблении и выделении тепла каждой из подсистем, передавать эти данные в программный имитатор подсистемы генерации и распределения энергии для оценки загрузки системы энергообеспечения и источников питания. Разработаны протоколы задания режимов симуляции, не затрагивающие обмен информации по штатным протоколам информационно-технического взаимодействия. Проведены исследования поведения аппарата при возникновении неисправностей. Результаты тестирования разработанных алгоритмов симуляции неисправностей и протоколов задания режимов симуляции показали правильность предложенного подхода; результаты были внедрены в существующий стенд моделирования функционирования аппарата. Разработанные алгоритмы и протоколы задания режимов симуляции, их реализация в виде программного обеспечения позволили провести крупномасштабные численные эксперименты на стенде моделирования функционирования аппарата по отработке алгоритмов и программ не только в штатных режимах их функционирования, но и в условиях возникновения неисправностей.

Ключевые слова
Автономный необитаемый подводный аппарат, неисправность, стенд моделирования, симуляция неисправностей, протокол информационно-технического взаимодействия, вероятностный подход.

Благодарности
Работа выполнена при финансовой поддержке РНФ проект № 23-29-00803.

DOI
10.31776/RTCJ.11305

Индекс УДК 
004.021

Библиографическое описание
Подход к исследованию алгоритмов управления АНПА при возникновении неисправностей в его оборудовании / Л.А. Мартынова [и др.] // Робототехника и техническая кибернетика. – Т. 11. - № 3. – Санкт-Петербург : ЦНИИ РТК. – 2023. – С. 197-204. – Текст : непосредственный.

Литература

  1. О возможности и необходимости создания сверхбольшого необитаемого подводного аппарата / Е.М. Апполонов [и др.] // XIII Всероссийская науч. –пр. конференция «Перспективные системы и задачи управления»: сборник материалов. Ростов-на-Дону – Таганрог, ЮФУ. – 2018. – С. 34-42. – Текст: непосредственный.
  2. Быкова В.С. Алгоритм обеспечения безопасности плавания автономного необитаемого подводного аппарата / В.С. Быкова, А.И. Машошин, И.В. Пашкевич // Гироскопия и навигация. – Т. 29. – №1 (112), 2021. – С. 97-110. DOI 10.17285/0869-7035.0058. – Текст: электронный.
  3. Стенд для отработки системы управления автономного необитаемого подводного аппарата / В.С. Быкова [и др.] // Конференция «Управление в морских системах» (УМС-2020): материалы. СПб.: АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2020. – С. 42-44. – Текст: непосредственный.
  4. Машошин А.И. Программный имитатор для создания и эксплуатации гидроакустического комплекса подводной лодки / А.И. Машошин, В.В. Прокопович, А.В. Шафранюк // Морская радиоэлектроника, 2020, № 1 (71). – С. 20-24. – Текст: непосредственный.
  5. Шафранюк А.В. Подход к оценке адекватности имитационного програмно-алгоритмического обеспечения / А.В. Шафранюк, В.В. Прокопович // Конференция ИММОД-2021: сборник трудов, Санкт-Петербург, 2021. – С. 357-362. – Текст: непосредственный.
  6. Прокопович В.В. Построение стенда моделирования гидроакустических систем / В.В. Прокопович, А.В. Шафранюк // Конференция ИММОД-2021: сборник трудов, Санкт-Петербург, 2021. – С. 511-519. – Текст: непосредственный.
  7. Имитационная модель работы автономного необитаемого подводного аппарата при реализации мультиагентной технологии в его системе управления / Л.А. Мартынова [и др.] // Пятая межд. науч.-пр. конференция «Имитационное и комплексное моделирование морской техники и морских транспортных систем (ИКМ МТМТС): труды, 10 июля 2019 г. в рамках Международного Военно-Морского Салона, Санкт-Петербург. – С. 109-113. – Текст: непосредственный.
  8. Моделирующий комплекс для подводного робота на распределенной архитектуре с использованием кластера / В.А. Бобков [и др.] // Информатика и системы управления. – 2017. – № 4 (54). – С. 32-42. DOI: 10.22250/isu.2017.54.32-42. – Текст: электронный.
  9. Огунвоул Б.Д. Моделирование отказов в автоматизированной системе управления воздушным судном / Б.Д. Огунвоул, Е.А. Баланчук, К.С. Кандыба // Научный вестник МГТУ ГА. – Т. 20. – №4. – 2017. – С. 41-51. DOI: 10.26467/2079-0619-2017-20-4-41-51. – Текст: электронный.
  10. Моделирование отказов системы электроснабжения (СЭС) переменного тока дальнемагистрального пассажирского самолета в программном комплексе SimInTech / Д.И. Смагин [и др.] // Comp. nanotechnol. 2019. – Вып. 2. – С. 63-70. DOI: 10.33693/2313-223X-2019-6-2-63-70. – Текст: электронный.
  11. Мартынова Л.А. Подход к реконфигурации системы управления движением автономного необитаемого подводного аппарата / Л.А. Мартынова, М.Б. Розенгауз // Гироскопия и навигация. – 2020. – Т. 28. – № 2 (109). – С. 131-146. DOI 10.17285/0869-7035.0036. – Текст: электронный.
  12. Мартынова Л.А. Управление движением АНПА для восстановления на маршрутной траектории при возникновении неисправностей / Л.А. Мартынова, М.Б. Розенгауз // Известия ЮФУ. Технические науки. №7. – (2021). – С. 92-108. DOI: 10.18522/2311-3103-2021-7-92-108. – Текст: электронный.

Полный текст статьи (pdf)