МОЛОДЕЖНЫЙ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ВЕСТНИК

Статья посвящена вопросам разработки системы регулирования светильника на основе многокристального мощного светодиодного модуля, предназначенной для управления яркостью свечения светодиодной матрицы при работе подводного аппарата в условиях ограниченной видимости. Рассматривается функциональная схема осветительного модуля, характеристики его системы управления, а так же преимущества и недостатки светильника на основе светодиодной матрицы по сравнению с основным аналогом - металлогалогенным прожектором.

В настоящее время из-за своих характеристик литий-ионные аккумуляторы получили широкое распространение, как в  быту, так в промышленной и военной технике. Однако при их применении возникает ряд проблем, игнорирование которых может привести к аварийной ситуации. Для предупреждения возникновения таких ситуаций применяются системы контроля и управления. В статье рассмотрена структура, трудности, связанные с построением такой системы для литий-ионной аккумуляторной батареи высокого напряжения, применяемой в автономных необитаемых подводных аппаратах. Также описан принцип организации аккумуляторной батареи.

В статье рассмотрен программный имитатор для отработки штатных протоколов обмена и интерфейса оператора телеуправляемого подводного аппарата (ТПА). Анализируются структура и особенности функционирования программного комплекса, в составе которого работает программа и аппаратные компоненты комплекса. 

В статье приведено обоснование использования оптического волокна, его преимущества и недостатки по сравнению с медным кабелем. Также, рассмотрены принципы построения сети для организации связи подводной техники. Особое внимание уделено организации пассивных оптических сетей. По мнению автора, такие сети обладают значительными преимуществами по сравнению с сетями, построенными на основе активных компонентов.

В статье рассматриваются вопросы построения бесплатформенной системы ориентации (БСО) для телеуправляемого подводного аппарата рабочего класса. Приводятся результаты первичной обработки информации с входящих в БСО инерциальных датчиков.

В работе рассмотрены принципы построения батарей на основе литий-ионных аккумуляторов для телеупраляемых и автономных необитаемых подводных аппаратов. Авторы выявляют необходимость разработки специальной системы контроля и управления (СКУ) работой литий-ионных аккумуляторов и определяют функции, которые должна выполнять эта система. В результате анализа существующей элементной базы и технических решений авторы выявляют наиболее оптимальные варианты построения системы для работы с источником питания малогабаритного подводного аппарата, делают вывод об эффективности построения СКУ на основе специализированных цифровых интегральных микросхем. Проблема ограниченности выбора  микросхем для аккумуляторных батарей большой ёмкости подчеркивает сложность разработки СКУ.

В статье рассмотрена реализация алгоритмов управления движением группы автономных необитаемых подводных аппаратов (АНПА) при выполнении поисковых работ.  Предложен подход к решению поставленной задачи для случая, когда акватория прямоугольной формы и свободна от препятствий, а формация организована по принципу «лидер-ведомый», с единственным лидером для всей формации. Поисковые траектории заданы точками в глобальной системе координат. Задача управления движением группы АНПА разделена на две подзадачи: задачу следования отдельных АНПА заданным поисковым траекториям и задачу выдерживания ведомыми АНПА заданной горизонтальной дистанции до лидера. Исследован ряд алгоритмов, реализующих движение АНПА по траектории.Проведено моделирование алгоритмов следования отдельных АНПА группы по своим траекториям и алгоритмов движения группы АНПА.

Статья посвящена актуальной проблеме – реализации испытательного стенда для систем видеонавигации с целью сокращения временных и финансовых затрат на проведение их натурных испытаний. В статье представлены общие принципы построения систем локальной видеонавигации подводных аппаратов, предлагается разработка прототипа испытательного стенда, который позволит проводить испытания систем видеонавигации в лабораторных условиях. Предложена общая конструкция стенда, рассмотрены конструкции каждой составной части. Описана сборка стенда, намечен план дальнейших работ и перспективы разработки.

Использование программного комплекса по моделированию динамики НПА в качестве встроенного облечённого тренажёра для адаптации к интерфейсу управления аппаратом.

В статье показаны возможности использования программного комплекса по моделированию динамики НПА под управлением САУ в пакете МВТУ для подготовки специалистов систем управления и обучения операторов управлению подводными аппаратами в качестве облегчённого тренажёра.

Создан программный комплекс по моделированию динамики НПА под управлением САУ в пакете MatLab/Simulink в режиме реального времени. Отличительной особенностью программного комплекса является созданная возможность объединения различных программных пакетов на уровне объектных кодов в среде операционных систем  Microsoft Windows XP и Linux.

Обосновано применение автономных необитаемых подводных аппаратов при выполнении противоминных действий. Предложен подход, основанный на согласованном взаимодействии автономных необитаемых подводных аппаратов, объединенных в группу, с соответствующими коммуникациями и логикой управления. Рассмотрены особенности движения, информационного обмена, навигационного обеспечения группы.

В работе рассматриваются алгоритмы определения координат объединенных в группу автономных необитаемых подводных аппаратов (АНПА) при помощи ГАНС с ДБ с подвижной базой. Подвижная база представляет собой несколько плавающих на поверхности воды буев-маяков с известными координатами. На АНПА и буях установлены гидроакустические модемы, обеспечивающие гидроакустическую связь. Предложены алгоритмы решения навигационной задачи, в том числе учитывающие погрешности определения скорости звука в воде, рассинхронизацию системных часов подводных аппаратов, погрешности, связанные с перемещением аппаратов между точками приема навигационной информации от маяков. Описана аппаратная и программная части системы навигации и связи, а также пульта управления. Представлены результаты экспериментальных исследований.  

Целью настоящей работы является изучение, исследование и развитие профессионального интереса к глайдерам. Авторами выполнена исследовательская работа по изучению, реинжинирингу и усовершенствованию солнечно-волновых глайдеров типа PacX Wave Glider, известных своей  рекодно большой автономностью.В работе: представлен общий вид, основные свойства и принцип работы САНПА PacX Wave Glider; рассмотрены возможности встраивания волновых электрогенераторов в конструкцию гидроглайдера; выбран генератор линейного типа, действующего на основе смещения корпуса генератора; представлена модель и принципиальная схема бортового линейного волнового электрогенератора.В заключении определены возможные направления развития, представляющие интерес для дальнейших исследований гидроглайдеров и волновых электрогенераторов в лаборатории Учебно-научного молодежного центра «Гидронавтика» МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Целью настоящей работы является привитие профессионального интереса к исследованию  и опытно-конструкторской разработке принципиально новых объектов подводной робототехники. Авторами выполнена работа по изучению и усовершенствованию лазерных дальномеров. Определены основные требования к адаптации обычного дальномера к  использованию его под водой: герметизация корпуса; переход от скорости света в воздухе к скорости в воде; удаленный запуск системы измерений подводного дальномера; дистанционное получение оцифрованного и визуального считываемого результатов  измерений, обеспечение прочности, жесткости, герметичности и нейтральной плавучести.В целях обеспечения выполнения указанных требований: внесены изменения в программное обеспечение дальномера для учета перехода от скорости света в воздухе к скорости света в воде; создан внешний интерфейс для удаленного запуска процессов измерений и получения результатов.  В итоге проведены подводные испытания дальномера для определения точности и дальности измерений при различных условиях. Определены направления развития, представляющие интерес для дальнейших исследований в лаборатории Учебно-научного молодежного центра «Гидронавтика» МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Эксплуатация и конкурсные испытания дистанционно управляемых подводных роботов ROV, как правило, осуществляется в условиях маневрирования в стесненных фарватерах и полостях. Выполнение осмотровых, поисковых и технологических операций под водой требует высокой квалификации пилотов – операторов подводных роботов. Можно обучать пилотов на «живом» роботе, но не принижая значения этого подхода,  в данной работе показано, что актуален также  и метод тренировок сначала на имитаторах и тренажерах, а затем на натурном аппарате. Достаточно точные геометрические интерактивные 3D-сцены донных полигонов позволяют тренировать пилотов-операторов в выборе траекторий оптимальных в смысле минимизации времени выполнения подводных работ, операций и миссий. Полученные результаты допускают их расширенное использование и получение значительного эффекта в смежных областях, в частности при точной навигации и стыковке подвижных объектов. Полученные результаты допускают их расширенное использование и получение значительного эффекта в смежных областях, в частности при точной навигации и стыковке подвижных объектов.

Статья посвящена проблеме идентификации мелкодиспергированных взвесей в морской воде. Автор рассматривает принципиально разные способы исследования взвесей, анализирует принципы действия разнообразных лабораторных стендов, сравнивая их между собой и оценивая эффективность их работы. На основании рассмотренных в статье публикаций, посвященных проблеме идентификации взвесей, автор предлагает алгоритм распознавания изображений методами, предоставляемыми теорией нейронных сетей, с целью обнаружения на них реперных объектов. Данные, получаемые при этом, могут использоваться в системе технического зрения для дальнейшего анализа и обработки изображений. Обоснование актуальности идентификации подводных объектов рассматривается на объектах подводных миссий соревнований МАТЕС гидроботов ROV.