Моделирование и оптимизация систем управления движением морских подвижных комплексов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.18, кандидат технических наук Маттис, Алексей Валерьевич

• Маттис, Алексей Валерьевич
• кандидат технических наук
• 2010

Оглавление диссертации кандидат технических наук Маттис, Алексей Валерьевич

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Математические модели систем управления движением морских подвижных комплексов

1.1. Постановка задачи

1.2. Математические модели систем автоматического управления дви- 13 жением морских подвижных комплексов по заданной траектории

1.3. Математические модели движения морских подвижных объектов

1.3.1. Системы координат и кинематические параметры, опреде- 22 ляющие положение объекта в пространстве

1.3.2. Уравнения динамики движения морского подвижного объ- 24 екта в пространстве

1.4. Основные источники навигационной информации морского под- 30 вижного комплекса

1.4.1. Инерциальная навигационная система

1.4.2. Спутниковая радионавигационная система

1.4.3. Гидроакустическая навигационная система

1.4.4. Гидроакустический лаг

1.5. Методы комплексирования навигационной информации

1.6. Выводы

ГЛАВА 2. Алгоритмы оценивания параметров и управления движением морского подвижного комплекса

2.1. Постановка задачи

2.2. Математические модели движения элементов комплекса

2.2.1. Математическая модель движения морского подвижного 49 объекта в связанной системе координат

2.2.2. Математические модели движения морского подвижного 55 объекта в базовой системе координат

2.3. Математические модели наблюдений параметров движения элемен- 59 тов комплекса

2.3.1. Инерциальная навигационная система

2.3.2. Спутниковая навигационная система

2.3.3. Гидроакустическая навигационная система

2.3.4. Гидроакустический лаг

2.4. Обобщенные алгоритмы оптимального оценивания параметров и 63 управления движением морского подвижного комплекса

2.4.1. Оптимальное оценивание параметров и управление движе- 63 нием в непрерывном времени

2.4.2. Оптимальное оценивание параметров и управление движе- 67 нием в дискретном времени

2.5. Алгоритмы оптимального оценивания параметров и управления 70 движением судна по заданной траектории

2.5.1. Управление движением судна с использованием средств ак- 70 тивного управления

2.5.2. Управление движением судна с использованием движитель- 73 но-рулевого комплекса

2.5.3. Алгоритмы оптимального оценивания параметров и управ- 75 ления движением судна в дискретном времени

2.6. Алгоритмы оптимального оценивания параметров и управления 80 движением подводного аппарата по заданной траектории

2.7. Совместное оптимальное оценивание и управление судном и БОЛА 82 при движении по заданной траектории

2.8. Выводы

ГЛАВА 3. Исследование алгоритмов оценивания параметров и управления движением морского подвижного комплекса

3.1. Постановка задачи

3.2. Исследование точности алгоритмов оценивания параметров движе- 89 ния морского подвижного комплекса

3.3. Исследование влияния ошибок знания масс и гидродинамических 97 характеристик элементов комплекса на эффективность алгоритмов оценивания

3.4. Исследование влияния ошибок определения параметров случайных 98 внешних воздействий на эффективность алгоритмов оценивания

3.5. Исследование влияния инерционности исполнительных механизмов 100 средств активного управления на эффективность алгоритмов управления движением

3.6. Выводы

ГЛАВА 4. Программная реализация модели системы автоматического управления совместным движением элементов морского подвижного комплекса

4.1. Постановка задачи

4.2. Структура программного комплекса

4.3. Особенности реализации программных модулей

4.4. Особенности построения реальных систем автоматического управ- 114 ления движением

4.5. Выводы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Моделирование и оптимизация систем управления движением морских подвижных комплексов»

Актуальность темы. В настоящее время для проведения подводных океанологических исследований создаются и широко используются морские подвижные комплексы (МПК), состоящие из надводного судна и необитаемого подводного аппарата (НПА). Работа МПК происходит в условиях случайных ветро-волновых возмущений, поверхностных и подводных течений, сопровождается ошибками в определении местоположения судна и НПА и характеризуется высокой сложностью управления. Для повышения эффективности работ создаются различные системы автоматического управления движением (САУД) элементов МПК, реализующие режимы отслеживания заданной траектории и динамического позиционирования.

В процессе проведения исследовательских операций один из элементов МПК, как правило, является ведущим и движется по заданной траектории, а второй удерживает заданную относительно него позицию, при этом ведущий должен максимально точно отслеживать заданную траекторию, а ведомый лишен возможности маневрирования. Это приводит к необходимости перехода на ручное управление в случае движения МПК в сложных навигационных условиях, например, при обследовании фарватера, появлении навигационных опасностей и т.д. Алгоритмы координированного управления движением элементов МПК, при котором судно и НПА должны следовать каждый по своей траектории с точным соблюдением заданной скорости, смогли бы обеспечить оперативную коррекцию траекторий и автоматизировать процесс управления в условиях навигационных ограничений. Однако такие алгоритмы недостаточно исследованы.

Кроме того, в известных МПК, как правило, используется раздельное оценивание параметров движения судна и НПА, что не позволяет достичь потенциальной точности. Алгоритмы совместного оценивания параметров движения МПК практически не исследованы.

Следует отметить также, что существующие САУД морских подвижных объектов (МПО) ориентированы на относительно простые, в основном, прямолинейные, траектории, задаваемые набором путевых точек. Управление движением при этом реализуется в связанной системе координат (СК) и сводится, по сути, к управлению только курсом. При этом алгоритмы управления движением в базовой СК исследованы недостаточно.

Вместе с тем, именно создание, моделирование и оптимизация алгоритмов совместного оценивания параметров и координированного управления в базовой СК позволит обеспечить движение элементов МПК с высокой точностью по различным криволинейным траекториям, что приведет к уменьшению затрат на проведение исследований Мирового океана.

Таким образом, задача моделирования и оптимизации систем управления движением МПК является весьма актуальной.

Цели и задачи работы. Целью работы является повышение эффективности подводных океанологических исследований за счет моделирования и оптимизации алгоритмов совместного оценивания параметров движения элементов МПК и автоматического управления их движением по заданным траекториям. Для достижения поставленной цели необходимо решить еле-* дующие задачи.

Провести сравнительный анализ известных математических моделей систем управления движением МПК по заданной траектории.

2. Разработать математические модели движения МПК в базовой СК.

3. Разработать алгоритмы оптимального оценивания параметров и управления движением элементов МПК в базовой СК, учитывающие модели движения управляемых объектов, а также модели навигационных средств.

4. Выполнить сравнительное исследование эффективности разработанных оптимальных алгоритмов оценивания и управления с помощью численного моделирования на ЭВМ.

5. Разработать комплекс программ для исследования и практической реализации алгоритмов оптимального оценивания параметров и управления движением МПК.

Методы исследований. Для решения поставленных задач применялись методы математического моделирования, теории оптимальной фильтрации и управления, теории вероятностей и математической статистики. При разработке программных средств применялись методы объектно-ориентированного программирования и проектирования распределенных вычислительных систем.

Научная новизна положений, выносимых на защиту. В диссертации получены следующие новые научные результаты.

1. Предложены и исследованы математические модели движения МПК в горизонтальной плоскости в базовой СК. Показано, что разработанные модели могут использоваться при разработке рекуррентных алгоритмов оценивания и управления движением МПК.

2. Разработаны алгоритмы оптимального оценивания параметров и управления движением МПК, позволяющие с использованием моделей движения в базовой СК реализовать различные режимы оптимального управления, в том числе при движении по заданной криволинейной траектории и динамическом позиционировании.

3. Исследована эффективность процедур совместного оценивания параметров и управления движением МПК с помощью численного моделирования на ЭВМ. Установлено, что применение алгоритмов совместного оценивания параметров МПК позволяет снизить среднеквадратическую ошибку (СКО) оценивания координат судна и НПА до 40% по сравнению с известными алгоритмами раздельного оценивания.

4. Разработан программный комплекс «Интегрированная система управления движением», позволяющий проводить настройку и испытания алгоритмов автоматического управления движением различных МПК, состоящих из надводного судна и телеуправляемого подводного аппарата.

Практическая ценность. Предложенные в работе математические модели и алгоритмы управления совместным движением судна и НПА оформлены в виде законченных программных модулей и использованы при разработке САУД специализированных кораблей ВМФ. Разработанный программный комплекс «Интегрированная система управления движением», реализующий имитацию внешних воздействий, датчиков навигационной информации, а также средств активного управления движением предоставляет разработчикам САУД возможность исследования и настройки алгоритмов управления движением различных МПК, состоящих из надводного судна и телеуправляемого подводного аппарата.

Результаты диссертационных исследований внедрены в производственную деятельность ФНПЦ ОАО «НПО «Марс» (г.Ульяновск) и ОАО ЦМКБ «Алмаз» (г.Санкт-Петербург), что подтверждается соответствующими актами о внедрении.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на ежегодных конференциях профессорско-преподавательского состава Ульяновского государственного технического университета (2008-2010 г.), плановых заседаниях Научно-технического совета ФНПЦ ОАО «НПО «Марс» (2008-2010 г.), седьмой Международной конференции «Математическое моделирование физических, экономических, технических, социальных систем и процессов» (Ульяновск, УлГУ, 2009 г.), научно-технической конференции «Состояние, проблемы и перспективы создания корабельных информационно-управляющих комплексов» (г. Москва, ОАО «Концерн «Моринформсистема — Агат», 2009 г.), шестой Всероссийской научно-практической конференции (с участием стран СНГ) (Ульяновск, УлГТУ, 2009 г.), Всероссийской конференции с элементами научной школы для молодежи «Проведение научных исследований в области обработки, хранения, передачи и защиты информации» (Ульяновск, УлГТУ, 2009 г.), ЬХУ научной сессии, посвященной Дню радио (Москва, 2010 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 научных работ, в том числе две в изданиях, входящих в перечень ВАК РФ.

Содержание работы. В первой главе проводится сравнительный анализ работ в области разработки и моделирования систем управления движением МПК с подводными аппаратами: рассмотрены основные конфигурации комплекса и принципы автоматического управления движением его элементов; приведены математические модели движения элементов комплекса; выполнен аналитический обзор основных источников навигационной информации судна и подводного аппарата; рассмотрены методы комплексирования навигационной информации, используемые в современных подводных аппаратах.

Во второй главе синтезируются алгоритмы оптимального управления и оценивания параметров МПК при движении по заданным траекториям в базовой СК: предложены и исследованы математические модели движения МПО в базовой СК; рассмотрены математические модели измерителей пара-' метров движения элементов комплекса; приведены обобщенные алгоритмы оптимального оценивания параметров и управления движением элементов комплекса в непрерывном и дискретном времени; синтезированы и исследованы алгоритмы совместного оптимального оценивания параметров и управ- -ления судном и НПА при их движении по заданной траектории.

В третьей главе проводится исследование эффективности предложенных алгоритмов: приведены результаты сравнительного исследования алгоритмов совместного и раздельного оценивания параметров МПК при движении по заданной прямолинейной траектории; выполнено исследование влияния ошибок задания масс и гидродинамических характеристик элементов МПК на эффективность алгоритмов оценивания и управления; выполнен анализ влияния ошибок определения параметров случайных внешних воздействий на эффективность алгоритмов оценивания; приведены алгоритм распределения упоров и результаты исследования эффективности алгоритмов оценивания и управления с учетом инерционности средств активного управления движением.

Четвертая глава посвящена особенностям реализации программного комплекса «Интегрированная система управления движением»: рассмотрены особенности построения архитектуры программного комплекса; рассмотрены особенности реализации программных модулей имитации, комплексирова-ния навигационной информации и управления движением; рассмотрены вопросы построения реальных систем автоматического управления движением, в том числе механизм адаптации разработанного программного комплекса к установленному на судне сочетанию технических средств.

Заключение диссертации по теме «Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ», Маттис, Алексей Валерьевич

4.5. Выводы

1. Реализован программный комплекс «Интегрированная система управления движением», предназначенный для практической реализации и испытаний разработанных математических моделей, методов и алгоритмов.

2. При разработке структуры ПК использованы современные подходы к проектированию программных средств, требования государственных и международных стандартов, а также особенности реализации реальных систем автоматического управления движением.

3. Отличительной особенностью разработанной функциональной структуры является интеграция в одном программном изделии функций управления движением комплекса объектов, включающего судно, подводный аппарат и соединяющий их кабель управления и связи. Комплекс функционирует как в реальном, так и ускоренном времени.

4. ПК может быть использован проектантами судов и подводных аппаратов для оценки ходовых и маневренных характеристик проектируемых объектов на ранних этапах работ. Отдельные программные модули, реализующие имитацию внешних воздействий, имитацию навигационных средств, имитацию движительно-рулевого комплекса судна и подводного аппарата могут использоваться для создания технологических средств проверки сопряжения, а также в специализированных обучающих тренажерах.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации получено решение актуальной научно-технической задачи разработки алгоритмов и программного комплекса для моделирования систем автоматического управления движением морских подвижных комплексов по заданным траекториям. Основные результаты и выводы могут быть сформулированы следующим образом.

1. Предложены и исследованы математические модели движения МПК в горизонтальной плоскости в базовой СК. Установлено, что математические модели движения в базовой СК адекватны моделям в связанной СК. Однако при обеспечении одинаковой точности модели в базовой СК уступают моделям в связанной СК по количеству вычислительных операций в 9-10 раз, вследствие чего их целесообразно использовать для имитации движения на малых интервалах времени, например, при разработке рекуррентных алгоритмов оценивания и управления.

2. Разработан алгоритм оптимального оценивания параметров и управления движением МПК, позволяющий с использованием модели в базовой СК реализовать различные режимы оптимального управления, в том числе, при движении по заданной криволинейной траектории и динамическом позиционировании.

3. Разработан алгоритм координированного управления движением элементов МПК, при котором судно и НПА должны следовать каждый по своей траектории с точным соблюдением заданной скорости. Установлено значительное негативное влияние инерционности средств активного управления движением судна на точность его движения по заданной траектории. В результате численного моделирования на ЭВМ определены допустимые технические характеристики средств активного управления движением судна, обеспечивающие требуемую точность движения по заданной траектории.

4. Разработан алгоритм совместного оценивания параметров движения МПК, состоящего из надводного судна и НПА. На основе математического моделирования установлено, что применение алгоритма совместного оценивания параметров МПК позволяет снизить СКО оценивания координат судна и НПА до 40% по сравнению с алгоритмом раздельного оценивания. Наибольший эффект от использования алгоритма совместного оценивания наблюдается в случае малых значений ошибок ГАНС (СКО ГАНС порядка 4-6 м) при больших ошибках СНС (СКО СНС порядка 20 м).

5. Разработан ПК «Интегрированная система управления движением», предназначенный для практической реализации и испытаний алгоритмов автоматического управления движением комплекса, состоящего из надводного судна и телеуправляемого ПА, соединенных посредством кабель-троса. Особенностью ПК является возможность его настройки и адаптации для имитации различных типов судов и ПА. Отдельные программные модули, реализующие имитацию внешних воздействий, имитацию навигационных средств, имитацию движительно-рулевого комплекса судна и подводного аппарата, могут использоваться для создания технологических средств проверки сопряжения, а также в специализированных обучающих тренажерах.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Маттис, Алексей Валерьевич, 2010 год

1. Абрамович, Б. Г. Судовые измерители скорости // Методические указания для индивидуальных занятий по курсу «технических средств судовождения». — Владивосток: Морской государственный университет им. адм. Г. И. Невельского, 2005. -44 с.

2. Авиационные системы радиоуправления. Принципы построения радиоуправления. Основы синтеза и анализа / Под ред. А. И. Канащенкова и В. И. Меркулова. -М.: Радиотехника, 2003. Т. 1. - 192 с.

3. Автономные подводные роботы. Системы и технологии. / Под общ. ред. акад. М.Д. Агеева. -М.: Наука, 2005.-398 с.

4. Алямовский, А. А. SoldWorks. Компьютерное моделирование в инженерной практике / А. А. Алямовский, А. А. Собачкин, К. В. Одинцов и др. — СПб.: «БХВ-Петербург», 2005. -1022 с.

5. Анучин, О. Н. Интегрированные системы ориентации и навигации для морских подвижных объектов / О. Н. Анучин, Г. И. Емельянцев /Под ред.

6. B. Г. Пешехонова. СПб.: ГНЦ РФ ЦНИИ «Электроприбор», 2003.-389 с.

7. Бабий, В. И. Специфическая погрешность измерения вертикального распределения скорости звука в море / В. И. Бабий // Морской вестник. -2006. -№3 (19). С. 105-108.

8. Богородский, В. В. Физика океана / В. В. Богородский, A.B. Гусев, Л.Н. Кузнецова, К. С. Шифрин / Под ред. Ю. П. Доронина Л.: Гидрометео-издат, 1978. - 126 с.

9. Бурдаков, С. Ф. Системы управления движением колесных роботов /

10. C. Ф. Бурдаков, И.В. Мирошник, Р.Э. Стельмаков. СПб: Наука, 2001. -227 с.

11. Васильев, К. К. Моделирование и оптимизация систем управления движением морских подвижных комплексов / К. К. Васильев, A.B. Маттис // Автоматизация процессов управления. 2010. - № 2 (20). - С. 13-19.

12. Васильев, К. К., Алгоритмы совместной обработки разнородной навигационной информации / К. К. Васильев, А. С. Полканов // Инфокоммуника-ционные технологии. 2008. - Т. 6. -№ 1. - С. 30-34

13. Васильев, К. К. Теория автоматического управления (следящие системы): Учеб. пособие. 2-е изд./ К. К. Васильев. - Ульяновск: УлГТУ, 2001. -98 с.

14. Веремеенко, К. К. Управление и наведение беспилотных маневренных летательных аппаратов на основе современных информационных технологий / К. К. Веремеенко, М.Н. Красильщиков, К.А. Сыпало и др. М.: ФИЗМАЛИТ, 2003. -280 с.

15. Виноградов, Н. И. Привязные подводные системы. Прикладные задачи статики и динамики / Н. И. Виноградов, М. Л. Гутман, И. Г. Лев, М. 3. Нисневич. СПб.: Изд-во С.-Петерб. Ун-та, 2000. - 324 с.

16. Войткунский, Я. И. Судовые движители и управляемость: Справочник по теории корабля / Я. И. Войткунский, Р. Я. Першиц, И. А. Титов. Л.: Судостроение, 1973. — 512 с.

17. Гидроакустические навигационные средства / В. И. Бородин, Г.Е. Смирнов, H.A. Толстякова, Г.В.Яковлев. Л.: Судостроение, 1983. — 262с.

18. Дмитриев, С. П. Высокоточная морская навигация / С.П. Дмитриев. -СПб: Судостроение, 1991.-224 с.

19. Дмитриев, С. П. Информационная надежность, контроль и диагностика навгационных систем / С.П. Дмитриев, Н.В. Колесов, A.B. Осипов. СПБ: ГНЦ РФ ЦНИИ «Электроприбор», 2004. - 208 с.

20. Дмитриев, С. П. Задачи навигации и управления при стабилизации судна на траектории / С. П. Дмитриев, А. Е. Пелевин. СПб.: ГНЦ РФ-ЦНИИ "Электроприбор", 2004. - 160 с.

21. Егоров, С. А. Управление положением телеуправляемого подводного аппарата в режиме совместного с носителем движения: Дис. . канд. тех. наук. М.: МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2002. - 366 с.

22. Киселев, Л. В. Организация пространственного движения автономного подводного аппарата при траекторном обследовании объектов, областей, физических полей: Дис. . докт. техн. наук: 05.13.01.-Владивосток, 1997. — 201 с.

23. Киселев, JI. В. Навигация, управление и ориентирование в подводном пространстве / Л. В. Киселев, Ю.В. Ваулин, A.B. Инзарцев, Ю.В. Матвиенко // Мехатроника, автоматизация, управление. — 2004. — № 11. — С. 35-42.

24. Коровкин, М. В. Методы и алгоритмы оптимизации систем управления движением судов в нестационарных режимах: Дис. . канд. техн. наук: 05.13.01. СПб., 2002. - 153 с.

25. Крутько, П. Д. Задачи гашения энергии и алгоритмы управления движением динамических систем. Нелинейные модели / П. Д. Крутько // Изв. РАН. Серия ТиСУ. 1999. - № 6. - С. 5-24.

26. Кузнецов, Н. А. Управление движением судна по траектории / Н. А.Кузнецов, А. В. Лубков // Теоретические вопросы построения АСУ крупнотоннажными транспортными судами: сб.—М: Наука, 1978. С. 19-23.

27. Кузовков, Н. Т. Инерциальная навигация и оптимальная фильтрация / Н. Т. Кузовков, О. С. Салычев. М.: Машиностроение, 1982. - 216 с.

28. Лободин, И. Е. Малогабаритный морской измеритель скорости звука «МИСЗ-100» / И. Е. Лободин, И.И. Микушин, Г.Н. Серавин // Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики: 7-я Международная конф СПб., 2004. -С. 41-43.

29. Лукомский, Ю. А. Управление морскими подвижными объектами / Ю. А. Лукомский, В.М. Корчанов. СПб: Элмор, 1996. - 320 с.

30. Лукомский, Ю. А. Навигация и управление движением судов: Учебник / Ю. А. Лукомский, В. Г. Пешехонов, Д. А. Схороходов. СПб.: Элмор, 2002. - 360 с.

31. Лукомский, Ю. А. Системы управления морскими подвижными объектами: Учебник / Ю. А. Лукомский, B.C. Чугунов. — Л.: Судостроение, 1988.-272 с.

32. Магомедов, И. А. Оптимальные алгоритмы управления траекторным движением морского подвижного объекта / И. А. Магомедов, К. Д. Курбанмагомедов // Известия Института инженерной физики. — 2010. — Т. 2. № 16. - С. 49-54.

33. Матвиенко, Ю. В. Гидроакустический комплекс навигации подводного робота: Дис. . докт. тех. наук. Владивосток: ИПМТ ДВО РАН, 2004. -271 с.

34. Материалы 4-ой Российской Научно-технической конференции по современному состоянию и проблемам навигации и океанографии (Н0-2001). СПб: ГНИНГИ МО РФ, 2001.

35. Маттис, А. В. Математические модели движения морских комплексов//Современные проблемы создания и эксплуатации радиотехнических систем: труды шестой всероссийской научно-практ. конф. (с участием стран СНГ). Ульяновск: УлГТУ, 2009. - С. 67-71.

36. Маттис, А. В. Математическое моделирование алгоритмов раздельного и совместного оценивания параметров движения морского подвижного комплекса // Автоматизация процессов управления.— 2010. №3(21).— С. 23-27.

37. Методы обработки сигналов: Учебное пособие / К. К. Васильев. -Ульяновск: УлПИ, 1990. 96 с.

38. Морская интегрированная малогабаритная система навигации и стабилизации «Кама-НС»: технические условия. — Пермь.: Пермская научно-производственная приборостроительная компания, 2002.

39. Онищук, О. В. Обобщенная модель доплеровского сигнала гидроакустического лага / О. В. Онищук, С. Т. Барась // Науков1 пращ ВНТУ. 2008. -№1.-С. 1-9.

40. Ориентация и навигация подвижных объектов: современные информационные технологии / Б. С. Алешин, К. К. Веремеенко, А. И. Черноморский, и др. М.: ФИЗМАЛИТ, 2006. - 424 с.

41. Павленко, В. Г. Ходкость и управляемость судов. — М.: Транспорт, 1991.-318с.

42. Пантов, Е. Н. Основы теории движения подводных аппаратов / Е. Н. Пантов, Н. Н. Махин, В. В. Шереметов. Л.: Судостроение, 1978.-216 с.

43. Пат. 2381140 Российская Федерация, МКИ6 В 63 Н 25/00. Система автоматического управления движением судна / Васильев А.Н., Васильев

44. К.К., Маттис A.B., Павлов В.И., Яковенко В.П.,; заявитель и патентообладатель ФНПЦ ОАО «НПО «Марс». № 2008126626/11; Заявл. 30.06.2008; Опубл. 10.02.2010.

45. Проспект НИИ Севморгеологии навигационно-управляющего комплекса «Мореход», 1998.

46. Проспект НПФ «Навис» программного модуля авторулевого, 1998.

47. Пшихопов, В. X. Аналитический синтез позиционно-траекторных систем управления подвижными объектами: Автореф. дисс. . док. тех. наук. Таганрог, 2009. - 31 с.

48. Разумовский, О. А. Синтез дискретной системы автоматического удержания судна на заданной траектории с учетом воздействия ветра, течений и погрешностей измерений / О. А. Разумовский // Навигация и управление судном. — JL: Транспорт, 1986. С. 3-18.

49. Резниченко, В. И. Организация взаимодействия спутниковых и автономных навигационных средств морских объектов / В. И. Резниченко, В. И. Лапшина. СПб.: ГНЦ РФ - ЦНИИ "Электроприбор", 2004. - 88 с.

50. Резниченко, В. И. Определение скорости по сигналам спутниковых навигационных систем / В. И. Резниченко, Г. А. Левит. СПб.: ГНИНГИ РФ, 2004. - 88 с.

51. Резниченко, В. И. Определение курса по сигналам спутниковых навигационных систем / В. И. Резниченко, А. А. Мониев. СПб.: ГНИНГИ РФ, 2004.

52. Сейдж, Э. Теория оценивания и ее применение в связи и управлении / Э. Сейдж, Дж. Меле. М.: Связь, 1976. - 496 с.

53. Справочник по теории корабля. В 3-х т. / Под ред. Я. И. Войткуновского. Л.: Судостроение, 1985. — 554 с.

54. Степанов, О. А. Применение теории нелинейной фильтрации в задачах обработки навигационной информации / О. А. Степанов. — СПб: ГМЦ РФ ЦНИИ «Электроприбор», 2003. 370 с.

55. Степанов, О. А. Применение теории нелинейной фильтрации при решении задач обработки навигационной информации / О. А. Степанов. — СПб.: ГНЦ РФ ЦНИИ «Электроприбор», 1998. 370 с.

56. Страуструп, Б. Язык программирования С+. Специальное издание. Пер. с англ. — М.: ООО «Бином-пресс», 2004 г. 1104 с.

57. Тетюев, Б. А. Системы автоматического управления движением судна по курсу / Б. А. Тетюев, С. Я. Березин. — JL: Судостроение, 1990. 254 с.

58. Юдин, Ю. И. Моделирование выхода танкера в условную точку по заданной траектории / Ю.И. Юдин, А. Ю. Юдин, Г. И. Мартюк // Вестник МГТУ, 2006. Т. 9. - № 2. - С. 229 - 233.

59. Якушенков, А. А. Синтез оптимальной системы автоматического удержания судна на заданной траектории / А. А. Якушенков, Б. К. Федуков, Л. М. Карпенко // Тр. ЦНИИ МФ. Вып. 291. 1984. - С. 8 - 17.

60. Aguiar, А. P. Position tracking of underactuated underwater vehicles / A. P. Aguiar, A. P. Hespanha // In Proc. Of the 2003 Amer. Contr. Conf. Denver. CO. USA. 2003. — № 1. - P. 15-22.

61. Aguiar, A. P. Hespanha Trajectory tracking and path-following of underactuated autonomous vehicles with parametric modeling uncertainty / A. P. Aguiar, J. P. Hespanha // IEEE Transactions on Automatic Control. 2007. -№ 52 (8). - P. 1362-1379.

62. Alstom. Guide to Dynamic Positioning of Vessels Электронный ресурс. Paris, Alstom, 2000. - Режим доступа: http://sylvain.andre.perso.neuf.fr/officier pont/Alstom.pdf.

63. Alves, J. Vehicle and mission control of the DELFIM autonomous surface craft / J. Alves, P. Oliveira, R. Oliveira, A. Pascoal, M. Rufino, L. Sebastiao,

64. С. Silvestre // In Proc. 14th Mediterranean Conference on Control and Automation. 2006. - June. - P. 1 - 6.

65. Balch, T. Behavior-based formation control for multirobot teams / T. Balch, R.C. Arkin // IEEE Transactions on Robotics and Automation. Vol. 14. -1998. -№6.-P. 926-939.

66. Behal, A. Tracking and regulation control of an underactuated surface vessel with nonintegrable dynamics / A. Behal , D. M. Dawson, W. E. Dixon, Y. Fang // IEEE Trans, on Automat. Contr. 2002. - № 3. - P. 495 - 500.

67. Das, A. A vision based formation control framework / A. Das, R. Fierro, V. Kumar, J. Ostrowski, J. Spletzer, C. Taylor // IEEE Transactions on Robotics and Automation. Vol. 18. 2002. - № 5. - P. 813-825.

68. Do, K. D. Control of Ships and Underwater Vehicles: Design for Underactuated and Nonlinear Marine Systems / K. D. Do, J. Pan. Springer, 2009. - 420 p.

69. Dynamic positioning DP systems - Kongsberg Maritime. Электронный pe-cypc.-2008.-Режим доступа: http://www.km.kongsberg.com.

70. Egerstedt, M. Formation constrained multi-agent control / M. Egerstedt, X. Ни // IEEE Transactions on Robotics and Automation. Vol. 17. 2001. - № 6. - P. 947-951.

71. Encarnacao, P. Combined trajectory tracking and path following: an application to the coordinated control of autonomous marine craft / P. Encarnacao, A. Pascoal // in Proc. 40th IEEE Conf. on Decision & Control. Orlando: FL, USA, 2001.-P. 964-969.

72. Encarnacao, P. Path Following for Autonomous Marine Craft / P. Encarnacao, A. Pascoal , M. Areak // Proceeding of the IF AC Conference of Maneuvering and Control Marine Craft (MCMC2000). Aalborg, Denmark, 23-25 August 2000.-P. 117-122.

73. Feddema, J. T. Decentralized control of cooperative robotic vehicles: theory and application / J. T. Feddema, C. Lewis, D. A. Schoenwald // IEEE Transactions on Robotics and Automation, 2002. 18(5). - P. 852-864.

74. Fossen, Т. I. Marine Control Systems: Guidance, Navigation and Control of Ships, Rigs and Underwater Vehicles. Marine Cybernetics, 2002. — 570 p.

75. HiPAP. High precision Acoustic Positioning Model 2007. Product description, Kongsberg Simrad AS Электронный ресурс. — Horten, Norway, 2007. -Режим доступа: http://www.km.kongsberg.com.

76. HiPAP. High precision Acoustic Positioning Model 501/451/351/101. Product description, Kongsberg Simrad AS Электронный ресурс. Horten, Norway, 2009. - Режим доступа: http://www.km.kongsberg.com.

77. Ihle, I.-A. F. Observer design for synchronization of vessels with unreliable position measurements. Master thesis. Norway, Trondheim: Norwegian University of science and technology, 2003. 90 p.

78. Ihle, I.-A. F. Nonlinear formation control of marine craft with experimental results / I.-A. F. Ihle, R. Skjetne, Т. I. Fossen // in Proc. 43rd IEEE Conf. on Decision & Control, Atlantis, Paradise Island: The Bahamas, 2004. P. 680-685.

79. Jonathan, R. T. A decentralized approach to formation maneuvers / R. T. Jonathan, R.W. Beard, B. Young // IEEE Transactions on Robotics and Automation. Vol. 19.- 2003. №. 6. - P. 933-941.

80. Kaminer, I. Trajectory tracking controllers for autonomous vehicles: An integrated approach to guidance and control /1. Kaminer, A. Pascoal, E. Hallberg, C. Silvestre // J. of Guidance, Control and Dynamics. 1998. - № 1. - P. 29-38.

81. Kyrkjebo, E. Ship replenishment using synchronization control / E. Kyrkjebo, K. Y. Pettersen // In Proc. 6th IF AC Conference on Manoeuvring and Control of Marine Crafts, Girona, Spain. 2003. - P. 286 - 291.

82. Lapierre, L. Nonlinear path following with the applications to the control of autonomous under-water vehicles / L. Lapierre, D. Soetanto, A. Pascoal // In Proc. of 42nd IEEE conference on decision and control, 2003. P. 1256 - 1261.

83. Leader, D. Kalman Filter Estimation of Underwater Vehicle Position and Attitude Using a Doppler Velocity Aided Inertial Motion Unit // Requirements for the Degree of Ocean Engineering. Massachusett's institute of technology, 1994. — 104 p.

84. Leonard, N. E. Virtual leaders, artificial potentials and coordinated control of groups / N. E. Leonard, E. Fiorelli // Proceedings of IEEE Conference on Decision and Control: Orlando, FL, 2001. P. 2968 - 2973.

85. Lewis, M. A. High precision formation control of mobile robots using virtual structures / M. A. Lewis, K.H. Tan // Autonomous Robots. Vol. 4. 1997. -№4.-P. 387-403.

86. Mandt, M. Integrating DGPS-USBL Position Measurements with Inertial Navigation in the HUGIN 3000 AUV / M. Mandt, K. Gade, B. Jalving // 8th Saint-Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems. 2001. -P. 173-181.

87. Medwin, H. Speed of Sound in Water: A simple Equation for Realistic parameters: Journal Acoustic Society Am. Vol.56. №6.

88. Olfati-Saber, R. Flocking for multi-agent dynamic systems: algorithms and theory // IEEE Transactions on Automatic Control. Vol. 51. 2006. - № 3. -P. 401-420.

89. Pascoal, A. Vehicle and mission control of single and multiple autonomous marine robots. In Advances in unmanned marine vehicles / A. Pascoal, C. Silvestre, P. Oliveira // EEE Control Series, 2006. P. 353 - 386.

90. Ren, W. Formation feedback control for multiple spacecraft via virtual structures / W. Ren, R. W. Beard // IEEE Proc. Control Theory and Applications. Vol. 151. - 2004. - № 3. -P. 357 - 368.

91. Rimon, E. Robot navigation functions on manifolds with boundary / E. Rimon, D. E. Koditschek // Advances in Applied Mathematics.Vol. 11. 1990. -№4.-P. 412 - 442.

92. Skjetne, R. Nonlinear formation control of marine craft / R. Skjetne, S. Moi, Т. I. Fossen // Proceedings of IEEE Conference on Decision and Control: Las Vegas, NV, 2002. -P. 1699 1704.

93. Stipanovica, D. M. Decentralized overlapping control of a formation of unmanned aerial vehicles / D. M. Stipanovica, G. Inalhana, R. Teo, C. J. Tomlina // Automatica. Vol. 40. 2004. - № 8. - P. 1285 - 1296.

94. Tanner, H. G. Towards decentralization of multi-robot navigation functions / H. G. Tanner, A. Kumar // Proceedings of IEEE International Conference on Robotics and Automation, 2005. P. 4143 - 4148.

95. The ABB Group. Positioning n DP Class 3. 25 June Электронный pe-cypc.- 2003. Режим доступа: http://www.abb.com.

96. Wahl, A. Model Predictive Versus Linear Quadratic Control for the Tracking Problem of Automatic River Navigation / A. Wahl, E. D. Gilíes // Proceeding of European Control Conference, 1999, 31.08-03.09, Karlsruhe, Germany.

97. Wang, P. К. C. Navigation strategies for multiple autonomous robots moving in formation // Journal of Robotic Systems. Vol. 8. 1991. - № 2. - P. 177195.

98. Yun, X. An Inertial Navigation System for Small Autonomous Underwater Vehicles / X. Yun, E. R. Bachmann, S. Arslan // Proceedings of the 2000 International Conference on Robotics & Automation: San Fransisco, California, USA, 2000.-P. 1781-1786.

99. Zielinski, A. Precision acoustic navigation for remotely operated vehicles (ROV) / A. Zielinski, L. Zhou. Victoria, British Columbia, Canada.