Тестирование качества персональной ориентации при управлении движением в экстремальных условиях на стенде с динамической платформой и панорамной системой виртуальной реальностиНИР

Источник финансирования НИР

грант РФФИ

Этапы НИР

# Сроки Название
2 13 января 2014 г.-31 декабря 2014 г. Тестирование качества персональной ориентации при управлении движением в экстремальных условиях на стенде с динамической платформой и панорамной системой виртуальной реальности
Результаты этапа: На основе разработанной модифицированной модели Ходжкина-Хаксли, описывающей функционирование вестибулярного нейрона, проведено исследование стохастического резонанса в данной системе. Основные особенности разработанной модели следующие: а) функциональные и численные параметры, в отличии от других математических моделей, получены по данным физиологических экспериментов на вестибулярных афферентных нейронах млекопитающих; б) по экспериментальным данным получен новый вариант первого интеграла модифицированной модели; в) введена новая координата – параметр инактивации калиевого тока, динамика которого описывается уравнением Колмогорова для марковских процессов с дискретным числом состояний. На системе виртуальной реальности ПСВР проведены эксперименты по исследованию совместной работы глазодвигательной и вестибулярной системы в процессе установки взора за случайным образом появляющейся мишени. Регистрация поворотов головы осуществлялась как с использованием системы оптического трекинга в инфракрасном диапазоне, так и с использованием специального шлема с размещённой на нём МЭМС – корректором. Движение глаз измерялось с помощью видеоокулографа. Выявлены некоторые особенности вестибуло-окулярного рефлекса – совместных поворотов глаз и головы при активном поиске мишени. Получены новые результаты по робастной устойчивости, минимаксной стабилизации и максиминному тестированию для полуавтоматических систем управления. Используя расширенное определения устойчивости при наличии постоянно-действующих возмущений по Дубошину и Малкину, получены условия робастной устойчивости для колебательных систем. Показана возможность применения метода шатров В.Г.Болтянского для решения задач минимаксной стабилизации и максиминного тестирования.
3 13 января 2015 г.-31 декабря 2015 г. Тестирование качества персональной ориентации при управлении движением в экстремальных условиях на стенде с динамической платформой и панорамной системой виртуальной реальности
Результаты этапа: В ходе выполнения проекта была завершена разработка упрощенных математических моделей информационных процессов в инерциальных механорецепторах вестибулярного аппарата. Разработана математическая модель формирования выходной информации в полукружных каналах вестибулярного аппарата с целью анализа управляемой динамики установки взора. Рассмотрены выходные сигналы как с полукружных каналов, реагирующих на угловое ускорение, так и гравито-инерциальных механорецепторов отолитовых органов. Показана возможность коррекции выходных сигналов с вестибулярного аппарата с помощью гальванической стимуляции слабыми токами. Показано наличие стохастического резонанса в полученной модели. Параметры модели подбирались на основе экспериментальных данных, полученных в Институте Физиологии Автономного университета штата Пуэбла (Мексика). Исполнители проекта являются соавторами изобретения «Устройство автоматической коррекции установки взора человека при визуальном управлении движением в условиях микрогравитации», патент на которое выдан в 2013 году. Компьютерное моделирование подтвердило, что наличие стохастического резонанса повышает эффективность гальванической стимуляции. Было продолжено развитие методов решения задач максиминного тестирования точности полуавтоматической стабилизации управляемых систем в экстремальных условиях, а именно предложен новый алгоритм формирования позиционных стратегий тестирования, основанный на методе экстремального прицеливания Н.Н.Красовского. Показано, что цена игры в позиционных стратегиях совпадает с программным максимином. Алгоритм основан на многократной процедуе вычисления максимина в геометрической игре на множествах достижимости управляемой и возмущаемой подсистем. Такой подход особенно эффективен в случае управляемой системы, когда опорная функция множества достижимости которой многоэкстремальна, вследствие чего традиционный алгоритм «экстремального прицеливания» может испытывать трудности. Предложен способ применения метода шатров В..Г. Болтянского для решения задач минимаксной стабилизации и максиминного тестирования. Разработан алгоритм построения оценок множества достижимости линейной вполне управляемой стационарной системы с использованием линейных матричных неравенств, который может быть использован в алгоритмах максиминного тестированя точности персонального управления. Рассмотрены задачи максиминного тестирования качества управления экстремальными маневрами летательного аппарата, в которых управление старается максимизировать, а возмущение — минимизировать функционал качества управления. Задачи такого типа возникают, когда целью управления является разрушение нежелательного устойчивого режима движения, например, выведение самолета из «штопора». Разработаны алгоритмы согласованных визуальной и динамической имитации, для подвижной платформы опорного типа и панорамной системы виртуальной реальности, реализованные на тренажере по управлению движением транспортного средства по поверхности Луны.

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".