Комплексный закон управления движением сочлененной колесной роботизированной платформы тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Гойдин Олег Петрович

• Гойдин Олег Петрович
• кандидат наук
• 2026

Оглавление диссертации кандидат наук Гойдин Олег Петрович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Особенности эксплуатации наземных безэкипажных мобильных робототехнических комплексов

1.2. Особенности шасси мобильных робототехнических комплексов с большим числом степеней подвижности

1.3. Особенности управления мобильными робототехническими комплексами с большим числом степеней подвижности в шасси

1.4. Математическое моделирование динамики шасси мобильных робототехнических комплексов

Математическое описание взаимодействия движителя с опорным основанием

1.5.1. Задача определения контакта между твердыми телами

1.5.2. Определение нормальных и касательных сил взаимодействия колесного движителя с опорной поверхностью

1.6. Задачи исследования

ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ДИНАМИКИ ШАССИ СОЧЛЕНЕННОЙ КОЛЕСНОЙ РОБОТИЗИРОВАННОЙ ПЛАТФОРМЫ

2.1. Формирование уравнений движения в программном комплексе моделирования динамики систем твердых тел

2.1.1. Математическое описание движения твердого тела в пространстве

2.1.2. Математическое описание кинематических связей между телами

Л111 V 1 1 Г 1 V1А1 1 Г 1 ^ги 1 V VII

ение точек контактного взаимодействия колесно еровностями опорной поверхности

\ подход к определению точек контактного взаимодейсть ижителя с неровностями опорной поверхности

атическое описание базового алгоритма ОЖ

атическое описание модифицированного алгоритма ОЖ д точек контактного взаимодействие колесного движителя ованием

ние сил контактного взаимодействия колеса с опорн

ПЛАТФОРМЫ

4.1. Органы управления пульта оператора и основные параметры модели сочлененной колесной роботизированной платформы

4.2. Общая структура адаптивного комплексного закона управления движением сочлененной колесной роботизированной платформы

4.3. Режим ручного управления

4.3.1. Общее описание режима ручного управления

4.3.2. Функция вычисления скоростей вращения ведущих колес сочлененной колесной роботизированной платформы

4.3.3. Регуляторы управления приводами сочлененной колесной роботизированной платформы

4.3.4. Апробация имитации движения сочлененной колесной роботизированной платформы в режиме ручного управления

4.4. Режим автоматического преодоления препятствий

4.4.1. Общее описание режима автоматического преодоления препятствий

4.4.2. Описание состояний режима автоматического преодоления препятствий

4.5. Транспортный режим

4.6. Режим шагания для движения по слабонесущим грунтам

4.7. Выводы по Главе

ГЛАВА 5. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ АДАПТИВНОГО КОМПЛЕКСНОГО ЗАКОНА УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ СОЧЛЕНЕННОЙ КОЛЕСНОЙ РОБОТИЗИРОВАННОЙ ПЛАТФОРМЫ

5.1. Формирование перечня типовых испытаний и препятствий

5.2. Оценка эффективности преодоления препятствий «Уступ», «Ров» и «Обрыв»

5.2.1. Методика оценки эффективности преодоление препятствий «Уступ»,

«Обрыв» и «Ров»

5.2.2. Преодоление препятствия «Уступ» в автоматическом режиме

5.2.3. Преодоления препятствия «Уступ» под управлением группы операторов

5.2.4. Преодоления препятствия «Обрыв» в автоматическом режиме

5.2.5. Преодоления препятствия «Обрыв» под управлением операторов

5.2.6. Преодоления препятствия «Ров» в автоматическом режиме

5.2.7. Преодоления препятствия «Ров» под управлением операторов

5.3. Оценка эффективности транспортного режима движения

5.4. Оценка эффективности режима шагания

5.5. Выводы по Главе

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А Акты внедрения результатов диссертационного исследования

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Комплексный закон управления движением сочлененной колесной роботизированной платформы»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. В настоящее время широкое применение находят высокоавтоматизированные безэкипажные транспортно-технологические системы, состоящие из шасси и транспортного модуля и/или технологического оборудования - мобильные робототехнические комплексы (МРК). Область их применения достаточно широка и включает в себя как выполнение различных задач в подготовленных условиях (например, в условиях склада или терминала), так и работу в опасных средах, например, при ликвидации последствий аварий, где работа человека связана с опасностью для жизни и здоровья.

Применение МРК в зонах аварий требует от них возможности движения по опорной поверхности со сложным профилем: резкие уступы, обрывы, лестничные марши и т.д. В связи этим, так как МРК в большинстве своем обладают малыми размерами движителя, для обеспечения необходимого уровня профильной проходимости их шасси предполагает дополнительные степени подвижности, позволяющие обеспечивать шагание, силовое складывание звеньев, изменение базы, дорожного просвета и т.д. и требует соответствующих управляющих воздействий.

Необходимость управления многочисленными приводами усложняет работу оператора, а также замедляет и снижает вероятность успешного выполнение задачи. Кроме того, работа в зонах аварий часто сопровождается плохой видимостью, что, в случае полностью ручного управления каждыми приводом, существенно снижает безопасность движения. Таким образом, частичная или полная автоматизация движения в тяжелых условиях, характеризующихся сложным рельефом местности и ограниченной видимостью, позволит существенно повысить безопасность эксплуатации и подвижность МРК при ликвидации последствий техногенных аварий.

В связи с этим, разработка адаптивного комплексного закона управления движением мобильного робототехнического комплекса, в частности сочлененной колесной роботизированной платформы, базирующегося на информации о силовом взаимодействии движителя с опорной поверхностью, а не на органах технического зрения, представляется актуальной научной задачей.

Целью работы является повышение подвижности сочлененной колесной роботизированной платформы за счет применения адаптивного комплексного закона управления движителем и конфигурацией ходовой части.

Для достижения цели в работе поставлены следующие задачи:

1. Разработать математическую модель динамики сочлененной колесной роботизированной платформы, позволяющую исследовать движение машины по опорной поверхности со сложным рельефом местности, характерным для зон техногенных аварий, в режиме «реального времени», а также исследовать различные варианты законов управления движением, направленных на повышение подвижности;

2. Разработать адаптивный комплексный закон управления движением сочлененной колесной роботизированной платформы, позволяющий за счет автоматизированного управления приводами колес и складывания секций на основе анализа информации о внешней среде, получаемой от «очувствленного» движителя (динамометрических колес), повысить подвижность машины в том числе в условиях ограниченной видимости;

3. Провести экспериментальные исследования для обоснования возможности применения разработанной математической модели динамики сочлененной колесной роботизированной платформы при разработке и оценке эффективности адаптивного комплексного закона управления движением машины;

4. Провести оценку эффективности разработанного адаптивного комплексного закона управления движением сочлененной колесной роботизированной платформы, направленного на повышение подвижности машины при движении в условиях, характерных для зон техногенных аварий.

Научная новизна работы:

1. Разработана математическая модель динамики сочлененной колесной роботизированной платформы, отличающаяся совместным применением модифицированного алгоритма анализа пересечения выпуклых многогранников для разрешения контакта при движении по сложному рельефу местности, а также подхода к пространственному описанию взаимодействия движителя с опорной поверхностью, базирующегося на понятии «эллипса трения».

2. Разработан новый адаптивный комплексный закон управления движением сочлененной колесной роботизированной платформы, позволяющий повысить подвижность и обеспечить безопасность перемещения по опорной поверхности со сложным профилем в автоматическом режиме, в том числе в условиях ограниченной видимости, за счет использования информации о внешней среде, получаемой с помощью сенсорики движителя.

3. Получены результаты теоретических исследований по оценке подвижности сочлененной колесной роботизированной платформы в случае применения разработанного адаптивного комплексного закона управления движением.

Практическая значимость заключается:

1. В программной реализации математической модели динамики сочлененной колесной роботизированной платформы, учитывающей взаимодействие колеса со сложным рельефом опорной поверхности в трехмерном пространстве, которая позволяет прогнозировать движение машины в различных условиях и режимах эксплуатации;

2. В программной реализации адаптивного комплексного закона управления движением сочлененной колесной роботизированной платформы, направленного на повышение подвижности, которая может использоваться при разработке системы управления машиной.

Реализация результатов работы. Результаты работы используются в учебном процессе при подготовке студентов на кафедре автомобилей

Набережночелнинского института КФУ, а также внедрены во ФГУП «ВНИИА», что подтверждается соответствующими актами.

На защиту выносятся положения научной новизны, выводы и результаты исследований:

1. Математическая модель динамики сочлененной колесной роботизированной платформы, предназначенная для имитации движения машины по опорной поверхности со сложным рельефом местности;

2. Адаптивный комплексный закон управления движением сочлененной колесной роботизированной платформы, направленный на повышение подвижности;

3. Результаты оценки эффективности разработанного адаптивного комплексного закона управления движением сочлененной колесной роботизированной платформы.

Соответствие паспорту научной специальности. Диссертация соответствует следующим направлениям исследований паспорта научной специальности 2.5.11. (в порядке, соответствующем пунктам научной новизны):

- п. 5, в части математического моделирования рабочих процессов транспортно-технологических средств при взаимодействии с опорной поверхностью;

- п. 6, в части синтеза закона управления движением наземных транспортно-технологических средств и их комплексов, направленного на улучшение производительности, обеспечения энергоэффективности и безопасности;

- п. 1, в части исследования рабочих процессов транспортно-технологических средств и их комплексов (мобильных роботов) взаимодействующих с опорной поверхностью - посредством контактных движителей.

Глава 1. Анализ состояния вопроса. Постановка задач исследования

1.1. Особенности эксплуатации наземных безэкипажных мобильных робототехнических комплексов

Безэкипажные мобильные робототехнические комплексы (МРК) в большинстве своем применяются в тех условиях, где работа человека связана с риском для здоровья. К таким условиям для роботов, передвигающихся по опорной поверхности, можно отнести высокие температуры, действие радиоактивных или сильнодействующих ядовитых веществ, опасность поражения взрывом или обрушения, высокое и низкое давления, отсутствие атмосферы и др. Для работы в таких условиях разрабатываются, соответственно, пожарные роботы, роботы для ликвидации чрезвычайных ситуаций (ЧС) на предприятиях атомной отрасли и химических предприятиях, роботы-саперы и шахтные роботы, подводные роботы, луноходы и планетоходы.

В данном исследовании не рассматриваются разрушающие воздействия окружающей среды на робота, такие как пожар, агрессивные среды, потоки осколков и подводные глубины, однако анализируется его подвижность по опорной поверхности (ОП), профиль которой сформировался в результате техногенной катастрофы, то есть по ОП с труднопроходимым рельефом местности и сжатыми габаритами технологических площадок внутри помещений. Функции робототехнического комплекса при этом в основном считаются разведывательными.

Под подвижностью понимается способность машины выполнять транспортную задачу за конечное (минимальное) время в заданных условиях эксплуатации. Соответственно указанным свойством в работе будет оцениваться эффективность движения робототехнического комплекса.

Труднопроходимый рельеф местности характеризуется участками, где подвижность робота ограничивается опорной-сцепной или геометрической

проходимостью [1]. Под проходимостью понимается свойство объекта преодолевать заданное расстояние кратчайшим путем. Качества робота, связанные с опорно-сцепной проходимостью, проявляются на участках со слабонесущей опорной поверхностью: сухой песок, болотистая местность, глубокий снег, скользкая поверхность, а характеристики геометрической проходимости - при движении через естественные и искусственные препятствия: рвы, косогоры, уклоны и подъемы, крупные камни, поваленные деревья, бордюры, вертикальные стенки, лестничные марши и лестничные площадки и др.

Наиболее сложными являются сочетания условий с ограничениями по опорно-сцепной и геометрической проходимости. Например, подъем на бархан, заезд на ступеньку с сухого песка или льда, движение по обледенелому или покрытому маслом лестничному маршу. В таких ситуациях требуются тяговые и опорно-сцепные свойства движителя робота, а также его возможность приспосабливания (адаптироваться) к условиям движения.

Кроме того, в связи с малыми габаритными размерами движителя и/или робота в целом, для обеспечения возможности его приспособления к условиям движения (в частности обеспечения необходимой геометрической проходимости) требуется введение дополнительных степеней подвижности шасси, позволяющих осуществлять складывание несущей системы, перемещение отдельных элементов движителя для изменения контактных точек с опорной поверхностью и др. (Рис. 1.1).

Рис. 1.1. Робот с адаптируемым движителем на полосе препятствий Эагра [2]

Кроме вышеуказанных тяжелых условий движения разведывательный мобильный робототехнический комплекс зачастую осуществляет движение и в удовлетворительных условиях, например, по твердой ровной дороге, по настилу цеха, по коридору промышленного здания. В таких условиях подвижность объекта определяется быстроходностью, то есть средней скоростью движения, которая ограничивается прямыми ограничениями: динамичностью, плавностью хода и управляемостью [1]. Так как мобильные роботы, управляемые оператором или работающие автономно, в основном движутся с небольшими скоростями, ограниченными системой управления, то скорость в хороших условиях движения будет ограничена управляемостью.

В таком случае важным является обеспечение оператора информацией об условиях движения - в первую очередь визуальной, на основании которой он должен последовательно в требуемом порядке обеспечить движение каждым активным элементом шасси для преодоление внешних сопротивлений. При этом ошибка оператора может обернуться провалом всей операции. В связи с тем, что почти всю информацию об условиях движения оператор получает визуально, условия плохой видимости (как в оптическом, так и в других диапазонах) являются критичными для осуществления движения [3] и обеспечения безопасности.

Таким образом, настоящее исследование посвящается разработке адаптивного комплексного закона управления движением мобильного робототехнического комплекса, предназначенного для работы в условиях неструктурированной среды [4] возникшей в результате техногенной катастрофы. При этом указанный закон должен формировать программу действий для активных элементов шасси на основе заданной оператором задачи (например, движение вперед, поворот и т.д.), а также информации о внешних условиях, полученной с помощью сенсоров. Кроме того, для снижения рисков потери подвижности в следствие плохой видимости основным источником данных о внешних условиях должны стать силовые факторы, реализуемые на

осях движителя, получение которых может осуществляться, например, с помощью динамометрических колес [5].

1.2. Особенности шасси мобильных робототехнических комплексов с большим числом степеней подвижности

Рассмотренные условия применения мобильных робототехнических комплексов позволяют выделить два существенно различающихся режима их движения - режим движения по относительно ровным и твердым поверхностям и режим преодоления препятствий. В первом режиме скорость робота ограничивается в основном системой управления. Здесь необходимо обеспечить максимальную энергоэффективность и простоту управления роботом. Во втором режиме скорость робота ограничивается опорной-сцепной или геометрической проходимостью. В этом случае необходимо реализовывать максимальные тяговые свойства робота и устойчивость от опрокидывания. Рассмотрим существующие конструкции мобильных робототехнических комплексов, наиболее адаптированных для таких режимов работы.

Колесный и гусеничный движители мобильных робототехнических комплексов наиболее распространены в связи с простотой управления ими и надежностью. Гусеничный движитель по сравнению с колесным, при одинаковых габаритных размерах, обладает меньшим средним давлением на опорную поверхность, что позволяет таким машинам осуществлять движения по более широкому спектру слабонесущих опорных поверхностей. Организация тягового привода и системы управления гусеничным мобильным роботом более проста в связи с наличием всего двух ведущих колес. Тем не менее, эту особенность также можно считать уязвимой стороной гусеничного движителя, так как ведущие колеса нагружены большими крутящими моментами по сравнению с распределенным приводом колесного шасси, а заклинивание или «сброс» одной из гусеницы приводит к потере подвижности гусеничного робота, в то время как колесный робот может продолжать движение и без нескольких

колес. На рисунках далее (Рис. 1.2 - 1.4) представлены примеры мобильных робототехнических комплексов, оснащенных колесным и гусеничным движителем.

Рис. 1.2. Луноход-1 [6]

Рис. 1.3. Робот СТР-1 (ВНИИТрансмаш) при ликвидации последствий

Чернобыльской АЭС [6]

Рис. 1.4. Мобильный противопожарный робот, разработанный в МГТУ им.

Н.Э. Баумана [7]

Колесный и гусеничный движители хорошо зарекомендовали себя при движении в условиях, когда преодолеваемые препятствия сопоставимы с размерами движителя. Так, для колесных машин высота преодолеваемой ступеньки сопоставима с радиусом ведущего колеса [8]. Для преодоления больших препятствий необходимо использовать принцип шагания.

Шагающий движитель обладает наибольшей способностью приспосабливаться к рельефу местности. Робот, обладающий таким движителем, при обеспечении статической устойчивости всегда должен иметь контакт по крайней мере трех шагающих элементов с опорной поверхностью [9]. Кинематика «ног» шагающих машин обычно заимствуется у животных. На Рис. 1.5 представлены примеры таких машин.

Рис. 1.5. Машины с шагающим движителем [9]: а - Аппарат ИМША, разработанный совместно ИПМ им. М.В. Келдыша АН СССР и ВНИИТрансмаш (1975 г.); б - HEXAPOD-SMART, разработанный университетом Аризоны; в - лесная машина Plustech Oy, Финляндия; г -Alpha Dog разработки Boston Dynamics, США. (2011 г.)

Шагающий движитель при всех его преимуществах подразумевает сложные алгоритмы управления и уступает колесному и гусеничному движителю по скорости и энергозатратам в относительно хороших условиях движения. Однако в результате совмещения указанных подходов к движению получается колесно-шагающий движитель, объединяющий преимущества как шагающего, так и колесного движителя (гусенично-шагающий движитель также существует, однако он менее распространен).

Колесно-шагающий движитель является наиболее пригодным для применения на беспилотных шасси, движущихся в сложных и быстро меняющихся с точки зрения опорной и профильной проходимости условиях. К таким шасси можно отнести мобильные робототехнические комплексы для ликвидации ЧС и планетоходы. По мнению авторов [10] преимущество колесно-шагающего движителя перед шагающим в том, что в хороших условиях движение колесным ходом требует меньше затрат энергии, теория движения колесных машин глубже проработана, а также колесный движитель обладает более высокой надежностью.

Авторы работы [11] отмечают, что колесно-шагающий движитель воплощает в себе положительные качества весьма распространенного колесного движителя и шагающего, великолепные возможности которого по проходимости очевидны из практики передвижения живых организмов. Также авторы отмечают, что возможность перемещения колес относительно центра масс корпуса, позволяет выбрать оптимальный режим движения шасси в конкретных условиях.

Эффективность использования колесно-шагающего движителя подтверждается практикой проектирования планетоходов. Так, на марсоходах «Spirit», «Opportunity», «Curiosity», «Perseverance» реализован колесно-шагающий движитель с подвеской «rocker-bogie» [12]. Такое шасси может преодолевать крупные препятствия путем поочерёдного поднятия трех пар колес. На Рис. 1.6 представлен внешний вид марсохода «Spirit» с указанной подвеской.

Рис. 1.6. Марсоход «Spirit» с колесно-шагающим движителем и подвеской

«rocker-bogie» [13] Однако пространственная сложность конструкции подвески «rocker-

bogie» и наличие всего одной точки опоры на каждый борт корпуса робота,

приводят к высокой нагруженности элементов конструкции. Кроме того,

наличие межбортовой дифференциальной связи внутри корпуса затрудняет его

герметизацию и размещение полезной нагрузки в нем [14]. В связи с этим авторы

работы [15] сравнивают подвеску «rocker-bogie» с более простой трехточечной

подвеской, обеспечивающей режим шагания (рисунок 1.7), с точки зрения

нагрузки на колесах в различных режимах движения, и показывают, что обе

схемы достаточно близки по воспринимаемым нагрузкам.

Корпус планетохода

Рис. 1.7. Структурно-кинематическая схема трехточечной подвески

Большие работы по проектированию колесных и колесно-шагающих шасси для планетоходов проводились во ВНИИТрансмаш совместно с МВТУ им. Н.Э. Баумана [10, 11]. Здесь кроме шасси всемирно известных «Луноход-1» и «Луноход-2» были разработаны венероход «ХМ-ВД-2» (1986), «Мир» (1988), «ЛАМА» (1994-1995), «1-Коуег» (1996).

Конструкция венерохода «ХМ-ВД-2» позволяла не только обеспечивать вращение, поворот вбок, подъем вверх и опускание вниз колес конической формы, но и возможность выдвигать вперед или назад переднюю или заднюю пару колес относительно центральных. Это позволяло «ХМ-ВД-2» преодолевать крутые подъемы и реализовывать наиболее выгодную расстановку колес по базе шасси. На Рис. 1.8 представлен внешний вид венерохода «ХМ-ВД-2» и момент преодоления крутого подъема при испытаниях.

Рис. 1.8. Внешний вид (слева) и момент преодоления крутого подъема (справа) шасси венерохода «ХМ-ВД-2» при испытаниях Аппараты «Мир», «ЛАМА» и «Д-Яоуег» являются продолжением

разработки «ХМ-ВД-2» во ВНИИТрансмаш. Здесь также конические мотор-

колеса позволяют избежать застревания на отдельных выступах (камнях) ввиду

отсутствия днища. Режим шагания реализован за счет углового перемещения

(складывания) секций, на которых расположены блоки осей колес. На Рис. 1.9

[10] показан внешний вид шасси Мир/ЛАМА/1-Яоуег в музее ВНИИТрансмаш и

схема шагания шасси.

Еще один вариант колесно-шагающего движителя был реализован

специалистами ВНИИТрансмаш в машине «Б08ЛШ-1» (1978) [10, 11, 16]. Здесь

каждое из шести колес могло работать в двух режимах - катиться, вращаясь

вокруг своей оси, или шагать, вращаясь вокруг точки, смещенной относительно центра колеса. Причем для реализации прерывной шагающей походки используется сложный трехзвенный рычажный механизм с планетарным приводом [11]. На данном шасси также реализована возможность изменения клиренса, дифферента и крена корпуса за счет независимого перемещения каждого из колес по вертикали. На Рис. 1.10 и 1.11 представлен внешний вид шасси «EOSAШ-1» при движении вдоль рва и его мотор-колеса с приводом шагания.

Рис. 1.9. Внешний вид (слева) и схема шагания (справа) шасси

Мир/ЛАМАЛ-Коуег

Рис. 1.10. Внешний вид шасси «EOSAШ-1» при движении вдоль рва

Рис. 1.11. Мотор-колесо шасси «EOSAIII-1» с приводом шагания Также во ВНИИТрансмаш был разработан макет планетохода с колесно-

шагающим движителем для непрерывной походки (Рис. 1.12) [9, 11]. Макет

представляет собой шестиколесное шасси с механизмами шагания для каждого

колеса. Электромеханический привод вращения колес - индивидуальный, а

привод шагания - центральный от дополнительного электродвигателя.

Рис. 1.12. Макет планетохода с колесно-шагающим движителем для

непрерывной походки В результате совместной работы ВНИИТрансмаш, Rover, и HUT (1998)

был создан аппарат «Work Partner» [10, 16] (Рис. 1.13). Здесь шагание

осуществляется при помощи рычагов, на которых установлены колеса. Также

фермы крепления рычагов колес имеют возможность поворачиваться вокруг

вертикальной оси, меняя базу и колею аппарата.

Рис. 1.13. Аппарат «Work Partner» с колесно-шагающим движителем

Еще один ровер ATHLETE (All-Terrain Hex-Legged Extra-Terrestrial

Explorer), предназначенный для транспортировки грузов, жилых и лабораторных

модулей по поверхности Луны и Марса, разработан Jet Propulsion Laboratory

(JPL), Калифорнийским технологическим институтом и НАСА (2009) [9, 17].

Ровер состоит из трех прикреплённых к грузовой платформе независимых

частей. Каждая часть представляет собой две «конечности», на каждой из

которых находится по одному колесу. Все три части могут работать независимо,

а при подсоединении к грузовой платформе функционируют как единое целое.

Для передвижения по тяжелым участкам местности колеса могут быть

заблокированы и «конечности» будут использоваться как шагающий движитель.

Высота «стоящего» ровера составляет четыре метра, грузоподъёмность - 450 кг

в условиях земной гравитации. Максимальная скорость передвижения

ATHLETE равна 2 км/ч. На Рис. 1.14 представлен внешний вид ровера

ATHLETE.

Рис. 1.14. Внешний вид ровера ATHLETE

Таким образом, на основании представленного анализа шасси мобильных робототехнических комплексов, для обеспечения высокого уровня профильной проходимости по сложному рельефу местности, полученному в результате техногенных аварий, достаточно эффективной является конструкция, близкая к венероходу «ХМ-ВД-2» (и других подобных машин). Такой тип шасси позволяет как осуществлять движения на колесном ходу, так и шагание, а также складывание секций для преодоление высоких уступов или рвов. Сочлененная колесная роботизированная платформа (СКРП) с подобной конструкцией шасси разработана по заказу Госскорпорации «Росатом», хорошо себя зарекомендовала в процессе опытной эксплуатации в ЦРАР ФГУП «ВНИИА» (Рис. 1.15) и является объектом исследования в настоящей работе.

Рис. 1.15. Сочлененная колесная роботизированная платформа (СКРП), предназначенная для ликвидаций последствий аварий (эксплуатируется в

ЦРАР ФГУП «ВНИИА»)

1.3. Особенности управления мобильными робототехническими комплексами с большим числом степеней подвижности в шасси

Проведенный анализ шасси МРК показал, что их конструкция содержит большое количество узлов сочленения, управление которыми при передвижении машины по опорному основанию требует разработки сложных алгоритмов управления. Ввиду сложности и дороговизны натурных методов, для отработки алгоритмов управления часто используется имитационное компьютерное моделирование [11].

Существенным преимуществом расчетных методов исследования является отсутствие принципиальных ограничений пределов варьирования как собственных параметров машины, так и параметров, характеризующих условия эксплуатации. Разработка системы управления в таком случае предполагает описание объекта управления при помощи дифференциальных уравнений динамики (создание его математической модели), а также формирование алгоритмической связи между выходными (измеряемыми) параметрами машины, управляющими воздействиями и требуемыми (задаваемыми) параметрами системы.

Так, в случае линейных или близких к ним систем алгоритмы управления строятся по принципу обратной связи с применением пропорционально-интегрально-дифференцирующих (ПИД) регуляторов (Рис. 1.16). Применение подобных подходов возможно и в случае нелинейных систем в рамках алгоритмов управления низкого уровня, например, управления тяговым электроприводом в режиме поддержания частоты вращения и др.

Рис. 1.16. Принципиальная схема пропорционально-интегрально-дифференцирующего регулятора

Наличие большого количества степеней подвижности в шасси предполагает последовательное применение различных подходов к управлению движением и изменению управляющих воздействий, а также этапов преодоления препятствий. В связи с этим при формировании алгоритмов управления подобными системами возможно выделить несколько существенно отличающихся режимов работы (то есть состояний). Для решения подобных

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Гойдин Олег Петрович, 2026 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Теория и конструкция танка / Под ред. П. П. Исакова. М.: Машиностроение, 1982. Т. 1. Основы системы управления развитием военных гусеничных машин. 212 с.

2. Futura-sciences. Le Darpa Robotics Challenge consacre les robots achetés par Google. URL: https://www.futura-sciences.com/tech/actualites/robotique-darpa-robotics-challenge-consacre-robots-achetes-google-51229/ (дата обращения 05.2025).

3. Построение карты опорных поверхностей для решения задачи планирования движения группы наземных роботов / Б. С. Лапин, И. Л. Ермолов, О. П. Гойдин, С. А. Собольников // Известия ЮФУ. Технические науки. 2024. № 1(237). С. 57-68. DOI 10.18522/2311-3103-2024-1-57-68.

4. Корсунский В. А., Машков К. Ю., Наумов В. Н. Выбор критериев и классификация мобильных робототехнических систем на колесном и гусеничном ходу: учеб. пособие. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2014. 45 с.

5. Чжэн Хуайюй Разработка закона энергоэффективного управления распределением подводимой мощности к колесам планетохода при движении по поверхности луны: дисс. ...канд. техн. наук: 2.5.11. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2022. 121 с.

6. А.Л. Кемурджиан - ученый, гражданин, человек / [сост. В.А. Кемурджиан]. М.: МГТУ им Н.Э. Баумана, 2013. 188 с.

7. Корсунский В. А., Наумов В. Н. Мобильные противопожарные и шахтные роботы: учеб. пособие / М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2014. 58 с.

8. Литвинов А.С., Фаробин Я.Е. Автомобиль: Теория эксплуатационных свойств: Учебник для вузов по специальности «Автомобили и автомобильное хозяйство». М: Машиностроение, 1989. 240 с.

9. Павловский В.Е. О разработках шагающих машин // Препринты ИПМ им. М.В. Келдыша. 2013. № 101. 32 с. URL: http://library.keldysh.ru/preprint.asp?id=2013-101.

10. Колесные планетоходы ВНИИТМ. URL: https: //www. enlight. ru/po st/6055?ysclid=m70glklh5386691516 (дата обращения 05.2025).

11. Передвижение по грунтам Луны и планет / Под ред. А. Л. Кемурджиана. М.: Машиностроение. 1986. 272 с.

12. NASA. Mars Science Laboratory - Curiosity Rover. URL: https://science.nasa.gov/mission/msl-curiosity/ (дата обращения 05.2025).

13. NASA. Spirit. URL: https://science.nasa.gov/mission/mer-spirit/ (дата обращения 05.2025).

14. Маленков М.И., Волков В.А. Сравнительный анализ компонентов ходовой части самоходных шасси планетоходов // Известия ЮФУ. Технические науки. 2016. № 1 (174). C. 169 - 185.

15. Kucherenko V., Bogatchev A., M. van Winnendael. Chassis Concepts for ExoMars Rover, In Proc. 8th ESA Workshop on Advanced Space Technologies for Robotics and Automation (ASTRA), ESTEC, Noordwijk, the Netherlands. 2004.

16. Маленков М.И., Волков В.А. Гусева Н.К., Лазарев Е.А. Анализ подвижности марсоходов для разработки систем передвижения и алгоритмов управления планетоходами нового поколения // Известия ЮФУ. Технические науки. 2015. № 1 (162). C. 82 - 95.

17. NASA. Athlete of the Future. URL: https://www.nasa.gov/stem-content/athlete-of-the-future/ (дата обращения 05.2025).

18. Hatley, Derek J., Imtiaz A. Pirbhai. Strategies for Real-Time System Specification. New York, NY: Dorset House Publishing. 1988. 386 p.

19. MathWorks. StateFlow. URL: https://www.mathworks.com/products/stateflow.html (дата обращения 05.2025).

20. The Challenges of Designing the Rocker-Bogie Suspension for the Mars Exploration Rover. URL: https://ntrs.nasa.gov/citations/20040084284 (дата обращения 05.2025).

21. Thomas Thueer, Roland Siegwart. Mobility evaluation of wheeled allterrain robots. Robotics and Autonomous Systems, Volume 58, Issue 5, 2010, P. 508519. https://doi.org/10.1016/j.robot.2010.01.007.

22. Модульный мобильный робот для проведения инспекции трубопроводов сложной топологии / А. Б. Мигранов, Д. Р. Богданов, О. В. Даринцев [и др.] // XIV Всероссийская мультиконференция по проблемам управления МКПУ-2021 : материалы XIV мультиконференции : в 4 т., Дивноморское, Геленджик, 27 сентября - 02 2021 года. Том 1. Ростов-на-Дону: Южный федеральный университет, 2021. С. 196-198. EDN ITTFHW.

23. Rezwan Al Islam Khan, Chenyun Zhang, Yuzhen Pan, Anzheng Zhang, Ruijiao Li, Xuan Zhao, Huiliang Shang, Hierarchical optimum control of a novel wheel-legged quadruped, Robotics and Autonomous Systems, Volume 180, 2024, 104775, ISSN 0921-8890, https://doi.org/10.1016/j.robot.2024.104775.

24. Kalakrishnan M, Buchli J, Pastor P, Mistry M, Schaal S. Learning, planning, and control for quadruped locomotion over challenging terrain. The International Journal of Robotics Research. 2011, 30(2), P. 236-258. doi:10.1177/0278364910388677.

25. Гойдин О.П., Кураев Е.В., Подураев Ю.В. Робототехнический комплекс с силомоментным очувствлением для демонтажных работ // Вестник МГТУ «Станкин». 2015. №1(32). С.78-82.

26. Ion, Ion, Mircea Gavan, Adrian Curaj, Grigore Stamatescu, and Cornel Dinu. "Adaptation to Rough Terrains by Using Force Sensing on the MERO Modular Walking Robots." Applied Mechanics and Materials. Trans Tech Publications, Ltd., May 2015. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/amm.762.147.

27. Косицын Б.Б. Метод определения энергоэффективного закона движения электробуса по городскому маршруту: дисс. ...канд. техн. наук: 05.05.03. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2017. 165 с.

28. Косицын Б.Б. Научные методы повышения подвижности боевых колесных машин путем совершенствования тормозных свойств: Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. М.: МГТУ, 2021. 280 с.

29. Горелов В.А. Научные методы повышения безопасности и энергоэффективности движения многоосных колесных транспортных комплексов: дис. ...докт. техн. наук: 05.05.03. М.: МГТУ им. Баумана, 2012. 336 с.

30. Котиев Г.О. Прогнозирование эксплуатационных свойств систем подрессоривания военных гусеничных машин: дис. ...докт. техн. наук: 05.05.03. М.: МГТУ им. Баумана, 2000. 265 с.

31. Сарач Е.Б. Разработка научных методов создания комплексной системы подрессоривания высокоподвижных двухзвенных гусеничных машин: дис. .докт. техн. наук: 05.05.03. М.: МГТУ им. Баумана, 2010. 327 с.

32. MathWorks. Simulink. URL: https://www.mathworks.com/products/simulink.html (дата обращения 05.2025).

33. Среда динамического моделирования Engee. URL: https://start.engee.com/mbd (дата обращения 05.2025).

34. Среда динамического моделирования SimInTech. URL: https://simintech.ru/ (дата обращения 05.2025).

35. Разработка имитационной математической модели электропривода механизма стабилизации кузова автобуса при крене в повороте / Е. Б. Сарач, В. А. Горелов, Б. Б. Косицын [и др.] // Инженерный журнал: наука и инновации. 2024. № 9 (153). DOI 10.18698/2308-6033-2024-9-2384.

36. Разработка математической модели для подбора параметров алгоритма системы стабилизации кузова городского автобуса в программном комплексе автоматизированного анализа динамики систем тел / А. И. Комиссаров, Е. Б. Сарач, Б. Б. Косицын [и др.] // Инженерный журнал: наука и инновации. 2023. № 11(143). DOI 10.18698/2308-6033-2023-11-2313.

37. Software di simulazione Adams. URL: https://www.ien-italia.eu/articolo/software-di-simulazione-adams/ (дата обращения 05.2025).

38. Blundell M., Harty D. The Multibody Systems Approach to Vehicle Dynamics. Oxford, Elsevier Butterworth-Heinemann, 2004, 518 p.

39. Pogorelov D., Rodikov A., Kovalev R. Parallel computations and co-simulation in universal mechanism software. Part 1: Algorithms and implementation. Transport problems, 2019, vol. 14, no. 3, P. 163-175.

40. EULER. Программный комплекс автоматизированного динамического анализа многокомпонентных механических систем. URL: http://www.euler.ru (дата обращения 05.2025).

41. Универсальный механизм. Моделирование динамики механических систем. URL: http://www.umlab.ru (дата обращения 05.2025).

42. Adams. The Multibody Dynamics Simulation Solution. URL: http://www.mscsoftware.com/product/adams (дата обращения 05.2025).

43. RecurDyn. https://support.functionbay.com/en/page/single/2/recurdyn-overview (дата обращения 05.2025).

44. Евсеев К. Б. Синтез закона управления поворотом двухшарнирного гусеничного поезда для обеспечения следования заданной траектории / К. Б. Евсеев // Вестник Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета (МАДИ). 2021. № 3(66). С. 67-75.

45. Гартфельдер В. А. Законы управления индивидуальным тяговым электроприводом фронтального погрузчика / В. А. Гартфельдер, А. А. Стадухин, Н. А. Мокрецов // Тракторы и сельхозмашины. 2023. Т. 90, № 6. С. 531-541. -DOI 10.17816/0321-4443-569416.

46. Горелов В. А. Исследование подвижности мобильных робототехнических комплексов методом имитационного моделирования / В. А. Горелов, И. В. Рубцов, А. А. Стадухин // Известия ЮФУ. Технические науки. 2020. № 1(211). С. 144-155. DOI 10.18522/2311-3103-2020-1-144-155.

47. Дьяков А. С. Разработка и исследование модели псевдошагающего робота / А. С. Дьяков, К. Б. Евсеев, Д. С. Федоров // Известия МГТУ МАМИ. 2023. Т. 17, № 4. С. 435-446. DOI 10.17816/2074-0530-623720.

48. Определение характеристик трансмиссий колёсных и гусеничных машин с индивидуальным электроприводом ведущих колёс / Б. Б. Косицын, Г. О. Котиев, А. В. Мирошниченко [и др.] // Труды НАМИ. 2019. № 3(278). С. 22 -35.

49. Косицын Б. Б. Оценка влияния дополнительной тормозной системы на нагруженность рабочих тормозных механизмов и среднюю скорость движения высокоподвижных колёсных машин / Б. Б. Косицын // Труды НАМИ. 2020. № 4(283). С. 52-61. DOI 10.51187/0135-3152-2020-4-52-61.

50. Косицын Б. Б. Модель динамики колесной машины для комплекса натурно-математического моделирования / Б. Б. Косицын // Известия МГТУ МАМИ. 2020. № 4(46). С. 50-64. DOI 10.31992/2074-0530-2020-46-4-46-60.

51. Евсеев К.Б. Методы разработки высокоподвижных гусеничных поездов для внедорожных контейнерных перевозок: дис. ... докт. техн. наук: 2. 5.11. М.: МГТУ им. Баумана, 2023. 357 с.

52. Дядченко М.Г. Исследование влияния системы подрессоривания боевых гусеничных машин на работоспособность специального оборудования: дисс. .канд. техн. наук: 05.05.03. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1997. 118 с.

53. Стадухин А. А. Моделирование контакта транспортной машины и опорного основания как функции вертикальной координаты / А. А. Стадухин // Труды НАМИ. 2015. № 262. С. 65-76.

54. Оценка показателей криволинейного движения автопоезда с помощью имитационного математического моделирования / В.А. Горелов, К.Б. Евсеев, О.И. Чудаков, К.С. Балковский // Известия МГТУ МАМИ. 2020. № 4(46). С. 2-16.

55. Котиев Г.О., Сарач Е.Б. Комплексное подрессоривание высокоподвижных двухзвенных гусеничных машин. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010. 184с.

56. Xiaoyun Deng. Robot workcell modeling and collision detection with Matlab robotics toolbox. Master of Science Thesis. Tampere University of Technology, 2012.

57. Liding Zhang, Kuanqi Cai, Zewei Sun, Zhenshan Bing, Chaoqun Wang, Luis Figueredo, Sami Haddadin, Alois Knoll, Motion planning for robotics: A review for sampling-based planners. Biomimetic Intelligence and Robotics. Volume 5. Issue 1. 2025. https://doi.org/10.1016/j.birob.2024.100207.

58. GitHub. Bullet Physics SDK. URL: https://github.com/bulletphysics (Дата обращения 05.2025).

59. MuJoCo. Multi-Joint dynamics with Contact. URL: https://mujoco.readthedocs.io/en/stable/models.html (Дата обращения 05.2025).

60. Gazebo Simulation. URL: https://gazebosim.org/home (Дата обращения 05.2025).

61. Pybullet.URL: https://pybullet.org/wordpress/index.php/2021/05/21/tiny-differentiable-simulator/ (Дата обращения 05.2025)

62. E. G. Gilbert, D. W. Johnson and S. S. Keerthi, "A fast procedure for computing the distance between complex objects in three-dimensional space," in IEEE Journal on Robotics and Automation, vol. 4, no. 2, P. 193-203, April 1988, doi: 10.1109/56.2083.

63. Unity 3D. URL: https://unity.com/ru (дата обращения 04.2025).

64. Unreal Engine. URL: https://www.unrealengine.com/en-US (дата обращения 04.2025).

65. Blender. URL: https://www.blender.org/ (дата обращения 04.2025).

66. Wu, D.; Yu, Z.; Adili, A.; Zhao, F. A Self-Collision Detection Algorithm of a Dual-Manipulator System Based on GJK and Deep Learning. Sensors 2023, 23, 523. https://doi.org/10.3390/s23010523

67. Стадухин А.А. Моделирование взаимодействия мобильного робота и опорного основания с помощью алгоритмов пересечения многогранников. Инженерный журнал: наука и инновации, 2016. № 12 (60). С. 6.

68. Unity Documentation. Introduction to primitive collider shapes. URL: https://docs.unity3 d. com/6000.0/Documentation/Manual/primitive-colliders-introduction.html (дата обращения 04.2025).

69. Hans B. Pacejka. Tyre and Vehicle Dynamics (Second Edition). Butterworth-Heinemann. 2006. Pages 595-605. https://doi.org/10.1016/B978-075066918-4.

70. Janosi Z., Hanamoto B., The analytical determination of drawbar pull as a function of slip for tracked vehicles in deformable soil // Intern. Conf. on the mechanics of soil-vehicles.Tyrin. 1961. Report 44. P. 331-359.

71. Эллис Д.Р. Управляемость автомобиля. Пер. с англ. М.: Машиностроение. 1975. 216 с.

72. Чудаков Е.А. Теория автомобиля. М.: Изд-во АН СССР. 1961. 463 с.

73. Фаробин Я.Е. Теория поворота транспортных машин. М.: Машиностроение. 1970. 176 с.

74. Литвинов А.С. Управляемость и устойчивость автомобиля. М.: Машиностроение. 1971. 416 с.

75. Горелов В.А., Косицын Б.Б. Разработка комплексной системы управления движением спортивного автомобиля класса «Формула студент» по заданной трассе // Известия высших учебных заведений. 2016. №7. С. 45-55.

76. Котиев Г.О., Горелов В.А., Мирошниченко А.В. Разработка закона управления индивидуальным приводом движителей многоосной колесной машины // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2012. № 1. С. 49-59.

77. Горелов В.А., Масленников Л.А., Тропин С.Л. Прогнозирование характеристик криволинейного движения многоосной колесной машины при различных законах рулевого управления // Наука и образование: научное издание. 2012. №5. С. 75-96. DOI: 10.7463/0512.0403845

78. Котиев Г.О., Чернышев Н.В., Горелов В.А. Математическая модель криволинейного движения автомобиля с колесной формулой 8х8 при различных способах управления поворотом // Журнал автомобильных инженеров. 2009. №2. С. 34-39.

79. Бутарович Д.О., Косицын Б.Б., Котиев Г.О. Метод разработки энергоэффективного закона управления электробусом при движении по городскому маршруту // Труды НАМИ. 2017. № 2 (269). С. 16-27.

80. Горелов В.А. Прогнозирование характеристик криволинейного движения полноприводного автомобиля с формулой рулевого управления 1-0-3 при различных законах управления колесами задней оси: дис. ... канд. техн. наук: 05.05.03. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008. 195 с.

81. Марохин С.М. Прогнозирование характеристик подвижности спецавтомобиля, оснащенного системами активной безопасности: дис. .канд. техн. наук: 05.05.03. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2005. 147 с.

82. Чудаков Е.А. Теория автомобиля. М.: Машгиз 1950, Певзнер Я.М. Теория устойчивости автомобиля. М.: Машгиз, 1947.

83. Рождественский Ю.Л., Машков К.Ю. О формировании реакций при качении упругого колеса по недеформируемому основанию // Труды МВТУ. 1982. № 390. С. 56-64.

84. Дик А.Б. Расчет стационарных и нестационарных характеристик тормозящего колеса при движении с уводом: дис. .канд. техн. наук. Омск: САДИ. 1988. 224 с.

85. Косицын Б.Б., Котиев Г.О., Мирошниченко А.В. и др. Определение характеристик трансмиссий колёсных и гусеничных машин с индивидуальным электроприводом ведущих колёс // Труды НАМИ. 2019. № 3 (278). С. 22-35.

86. Котиев Г.О., Горелов В.А., Бекетов А.А. Математическая модель движения вездеходного транспортного средства // Журнал автомобильных инженеров. 2008. №1. С. 50-54.

87. Теоретические исследования подвижности быстроходных гусеничных машин с электротрансмиссиями / А.А. Стадухин [и др.] // Прогресс транспортных средств и систем. 2018. С. 27-36.

88. Котиев Г.О., Мирошниченко А.В. Разработка высокоподвижных бронированных колесных и гусеничных машин нового поколения // Инженерный журнал: наука и инновации. 2013. № 3 (15). С. 30.

89. Котиев Г.О., Горелов В.А., Мирошниченко А.В. Математическое моделирование рабочих процессов колесных и гусеничных машин с электромеханическими трансмиссиями // Сборник статей научно-практической конференции: Разработка и исследование электрических трансмиссий для образцов вооружения и военной техники. 2016. С. 76-86.

90. Ларин В.В. Теория движения полноприводных колесных машин. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2010. 391 с.

91. Смирнов Г.А. Теория движения колесных машин: Учебник для студентов машиностроительных специальностей вузов. - 2-е изд., доп. и перераб. М.: Машиностроение. 1990. 352 с.

92. Антонов Д.А. Теория устойчивости движения многоосных автомобилей. М.: Машиностроение. 1978. 216 с.

93. Чернышев Н.В. Комплексная система управления поворотом боевой колёсной машины 8*8: дисс. .канд. техн. наук: 05.05.03. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2009. 118 с.

94. Горобцов А. С., Карцов С. К., Поляков Ю. А. Особенности построения пространственных динамических моделей автомобилей с учетом больших движений твердых тел // Известия ТулГУ. Технические науки. 2013. №6-1. С. 102-115.

95. Горобцов А. С., Карцов С. К., Плетнев А. Е., Поляков Ю. А. Компьютерные методы построения и исследования математических моделей динамики конструкций автомобилей // монография. М.: Машиностроение, 2011. 463 с.

96. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике (для научных работников и инженеров). М.: Изд-во «Наука», 1968. 832 с.

97. Моделирование систем транспортных средств: учебник. / Жилейкин М.М., Котиев Г.О. Москва: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2020. 239 с.

98. Стадухин А.А., Песков Р.Д. Исследование профильной проходимости колесной машины с помощью алгоритма пересечения многогранников //

Инженерный журнал: наука и инновации, 2017, вып. 9. http://dx.doi.org/10.18698/2308-6033-2017-9-1677.

99. Гойдин О.П., Косицын Б.Б., Стадухин А.А. Имитационная модель движения мобильного робота по опорному основанию со сложным профилем // Известия МГТУ «МАМИ». 2025. T.19. № 2. С. 87-99. DOI: 10.17816/2074-0530678667 EDN: HQQLMP.

100. Winter. GJK: Collision detection algorithm in 2D/3D. URL: https://winter.dev/articles/gjk-algorithm (дата обращения 04.2025).

101. Газизуллин Р.Л. Разработка закона управления подводимой мощностью к движителю колёсной машины при движении по ровной плотной опорной поверхности: дис. .канд. техн. наук: 2.5.11. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2023. 204 с.

102. Проектирование полноприводных колесных машин: Учебник для вузов: В 3 т. Т. 2 /Б.А. Афанасьев, Л.Ф. Жеглов, В.Н. Зузов [и др.]: Под ред. А.А. Полунгяна. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2008. 528 с.

103. Гойдин О.П. Синтез алгоритмов эффективного движения для повышения мобильности и автономности сочлененного робототехнического комплекса в недетерминированной внешней среде // Вестник МГТУ «Станкин». 2020. №2(53). С.61-72.

104. Maxon. Mechatronic drive systems. URL: https://www.maxongroup.com/en/drives-and-systems/mechatronic-drive-systems (дата обращения 04.2025).

105. Гойдин О.П., Косицын Б.Б., Стадухин А.А. Комплексный закон управления движением сочлененной роботизированной платформы // Известия МГТУ «МАМИ». 2025. Т.19. № 3. С. 164-184. DOI: 10.17816/2074-0530-680625 EDN: UTNGYC.

106. Чобиток В.А. Теория движения танков и БМП. М.: Воениздат, 1984.

264 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ А Акты внедрения результатов диссертационного исследования

УТВЕРЖДАЮ

Научный руководитель

ФГУП «ВИИИА им. Н.Л. Духова»

т*ЛМ

Андрияш А.В,

« /5* »J&4S/OP 2025 г.

АКТ ВНЕДРЕНИЯ

результатов диссертационной работы Го иди на Олега Петровича «Комплексный закон управления движением сочлененной колесной роботизированной платформы», выполненной на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 2.5.11, Наземные транепоргно-технологические средства и комплексы

Комиссия в составе:

председатель - начальник научно-исследовательской лаборатории, к.т.н. Шмаков А.Ю.;

члены комиссии - старший научный сотрудник, к.т.н. Романов О.Н.;

инженер-исследователь II категории Макуха М.Р.; инженер-программ ист II категории Кузнецов A.M.

составила настоящий акт о том, что полученные в диссертационной работе Гойдина Олега Петровича результаты теоретических и экспериментальных исследований:

- математическая модель динамики сочлененной колесной роботизированной платформы и ее программная реализация, которая позволяет прогнозировать движение машины в различных условиях и режимах эксплуатации,

- адаптивный комплексный закон управления движением сочлененной колесной роботизированной платформы и его программна» реализация.

используются л Центре робототехники ФГУП «ВНИИА им. Н.Л. Духова» при разработке перспективных мобильных робототехнических комплексов, а также в рамках комплекса натурно-математического моделирования (тренажера), предназначенного для отработки практических навыков управления роботизированными платформами операторами в режиме «реального времени».

Начальник НИЛ

А.Ю. Шмакон

Члены комиссии: Старший научный сотрудник

Инженер-исследователь II категории

Инженер-программист II категории

О.Н. Романов М.Р. Макуха A.M. Кузнецов

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВ АНИЯ РОСИИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ НАБЕРЕЖНОЧЕЛНИНСКИЙ ИНСТИТУТ (ФИЛИАЛ) ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО АВТОНОМНОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «КАЗАНСКИЙ (ПРИВОЛЖСКИЙ) ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Ж W

Iii",'

spifo1'

Щ&т

. "im

АКТ

Утверждаю: [о директора, к.т.н., додент

А.З. Гумеров

2025 г.

об использовании результатов диссертационной работы Гойдина Олега Петровича в учебном процессе

Мы, нижеподписавшиеся, доцент кафедры автомобилей Мавлеев И Р доцент кафедры автомобилей Павленко А.П. и доцент кафедры автомобилей Басыров P.P., составили настоящий акт в том, что результаты диссертационной работы Гойдина Олега Петровича используются в учебном процессе Набережночелнинского института (филиала) КФУ, а именно:

- адаптивный комплексный закон управления движением сочлененной колесной роботизированной платформы, позволяющий повысить подвижность и обеспечить безопасность перемещения по опорной поверхности со сложным профилем в автоматическом режиме (на практических занятиях по дисциплине «Теория автомобиля», которую ведет Мавлеев И.Р.);

- математическая модель динамики сочлененной колесной роботизированной платформы, отличающаяся применением модифицированного алгоритма CJK (Gilbert - Johnson - Keerthi) для разрешения контакта при движении по сложному рельефу местности, а также подхода к пространственному описанию взаимодействия движителя с опорной поверхностью, базирующегося на понятии «эллипса трения» (на практических занятиях по дисциплинам «Методы математического моделирования» и «Моделирование систем автомобилей», которые ведут Басыров P.P. и Павленко А.П ).

Доцент кафедры автомобилей Доцент кафедры автомобилей Доцент кафедры автомобилей

И.Р. Мавлеев P.P. Басыров А.П. Павленко