Article

Article title DEVELOPMENT OF INTELLIGENT CONTROL SYSTEM FOR AUTONOMOUS UNDERWATER VEHICLE
Authors V.Kh. Pshikhopov, Yu.V. Chernukhin, A.A. Fedotov, V.F. Guzik, M.Yu. Medvedev, B.V. Gurenko, A.O. Piavchenko, R.V. Saprikin, V.A. Pereversev, A.A. Priemko
Section SECTION III. MARINE ROBOTICS
Month, Year 03, 2014 @en
Index UDC 629.05
DOI
Abstract This paper is devoted to development of intelligent motion control and planning for autonomous unmanned underwater vehicle (AUUV). Hierarchical structure of the intelligent motion control and planning system is proposed. Based on artificial neural networks planning subsystem allows detect and avoid moving obstacles in front of the AUUV. Motion control system is developed on base of nonlinear multi-linked dynamical mathematical model of AUUV. The method of motion control system design is position-path control method. The motion control system operates for movement along given path with given speed, for movement from point to point, and for positioning task. The motion control system is an indirect adaptive control system. Adaptation is based on asymptotical estimation of additive disturbances by robust nonlinear estimator. Method of distribution of control forces and torques into actuators of AUUV is suggested. Simulation complex is developed. On base of the complex simulation results are presented. Prototype of the intelligent motion control and planning system is developed on base of autonomous boat. The prototyped is tested in Azov sea.

Download PDF

Keywords Autonomous unmanned underwater vehicle; intelligent motion planning; artificial neural network; motion control; estimation.
References 1. Grace D., Mohorcic M., Horwath J., Capstick M.H., Bobbio M. Pallavicini, M. Fitch. Communications from Aerial Platform Networks delivering Broadband for All – An Overview of the CAPANINA Project, Invited Paper for Korean Workshop on HAPs, November 2004.
2. Верба Г.Е., Голубятников В.Н., Кирилин A.Н., Пшихопов B.X., Старостин И.А., Ступников В.И. Современное состояние и перспективы использования воздухоплавательных комплексов // Мехатроника, автоматизация, управление. – 2009. – № 3. – С. 40-42.
3. Агеев М.Д., Киселев Л.В., Матвиенко Ю.В. и др. Автономные подводные роботы. Системы и технологии / Под общ. ред. акад. М.Д. Агеева. – М.: Наука, 2005. – 398 с.
4. Павлушенко М., Евстафьев Г., Макаренко Г. Беспилотные летательные аппараты: история, применение, угроза распространения и перспективы развития // Научные записки ПИР-центра. – 2004. – № 2 (26).
5. Русинов В. Состояние и планы развития наземных робототехнических комплексов США // Зарубежное военное обозрение. – 2013. – № 3. – С. 44-56.
6. Пшихопов В.Х., Медведев М.Ю. и др. Управление воздухоплавательными комплексами: теория и технологии проектирования. – М.: Физматлит, 2010. – 394 с.
7. Пшихопов В.Х., Медведев М.Ю., Сиротенко М.Ю., Носко О.Э., Юрченко А.С. Проектирование систем управления роботизированных воздухоплавательных комплексов на базе дирижаблей // Известия ТРТУ. – 2006. – № 3 (58). – С. 160-167.
8. Pshikhopov V.Kh., Medvedev M.Y., and Gurenko B.V. Homing and Docking Autopilot Design for Autonomous Underwater Vehicle // Applied Mechanics and Materials Vols. 490-491 (2014). – P. 700-707. Trans Tech Publications, Switzerland. doi:10.4028/www.scientific.net/AMM. 490-491.700.
9. Пшихопов В.Х., Медведев М.Ю. Алгоритмы оценивания в системе управления автономного роботизированного дирижабля // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2013. – № 2 (139). – С. 200-207.
10. Пшихопов В.Х., Медведев М.Ю., Гуренко Б.В., Мазалов А.А. Адаптивное управление нелинейными объектами одного класса с обеспечением максимальной степени устойчивости // Извести ЮФУ. Технические науки. – 2012. – № 3 (128). – С. 145-151.
11. Пшихопов В.Х., Медведев М.Ю. Алгоритмическое обеспечение робастных асимптотических наблюдателей производных // Инженерный вестник Дона. – 2011. – № 2.
12. Medvedev M. Y., Pshikhopov V.Kh. Robust control of nonlinear dynamic systems // Proc. of 2010 IEEE Latin-American Conference on Communications. September 14 – 17, 2010, Bogota, Colombia.
13. Пшихопов В.Х. Позиционно-траекторное управление подвижными объектами. – Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2008. – 183 с.
14. Пшихопов В.Х., Медведев М.Ю. Управление подвижными объектами в определенных и неопределенных средах. – М.: Наука, 2011. – 350 с.
15. Пшихопов В.Х., Медведев М.Ю., Гайдук А.Р., Нейдорф Р.А., Беляев В.Е., Федоренко Р.В., Костюков В.А., Крухмалев В.А. Система позиционно-траекторного управления роботизированной воздухоплавательной платформой: математическая модель // Мехатроника,
автоматизация и управление. – 2013. – № 6. – С. 14-21.
16. Пшихопов В.Х., Медведев М.Ю., Гайдук А.Р., Нейдорф Р.А., Беляев В.Е., Федоренко Р.В., Костюков В.А., Крухмалев В.А. Система позиционно-траекторного управления роботизированной воздухоплавательной платформой: алгоритмы управления // Мехатроника,
автоматизация и управление. – 2013. – № 7. – С. 130-20.
17. Pshikhopov V.Kh., Medvedev M.Yu., Gaiduk A.R., Gurenko B.V. Control system design for autonomous underwater vehicle // Proceedings – 2013 IEEE Latin American Robotics Symposium, LARS 2013. – P. 77-82. doi: 10.1109/LARS.2013.61.
18. Зори А.А., Корнеев В.Д., Хламов М.Г. Методы, средства, системы измерения и контроля параметров водных средств. – Донецк: РИА ДонГТУ, 2000. – 388 с.
19. Пшихопов В.Х., Суконкин С.Я., Нагучев Д.Ш., Стракович В.В., Медведев М.Ю., Гуренко Б.В., Костюков В.А., Волощенко Ю.П. Автономный подводный аппарат «Скат» для решения задач поиска и обнаружения заиленных объектов // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2010. – № 3 (104). – С. 153-162.
20. Чернухин Ю.В. Искусственный интеллект и нейрокомпьютеры. – Таганрог: Изд-во ТРТУ, 1997. – 273 с.
21. Чернухин Ю.В. Микропроцессорное и нейрокомпьютерное управление адаптивными мобильными роботами. – Таганрог: ТРТИ, 1993. – 91 с.
22. Чернухин Ю.В. Нейропроцессорные сети. – Таганрог: Изд-во ТРТУ, 1999. – 439 с.

Comments are closed.