Отделение 1
Искусственный интеллект в мехатронных и
киберфизических системах

Об отделении

Руководитель: д.ф.-м.н. А.К. Беляев
Описание: В отделении разрабатываются подходы, использующие искусственный интеллект для решения технических задач, перечисленных в Национальной стратегии искусственного интеллекта до 2030 года. Особое внимание уделяется развитию и применению сквозных прикладных технологических решений, разработанных на основе искусственного интеллекта. В частности, ведется разработка и создание биоморфных систем управления колебаниями упругих тел с использованием пьезоэлектрических сенсоров и актуаторов, а также прочих систем сенсоров/актуаторов, использующих другие физические эффекты. Задача создаваемых систем управления состоит в достижении заранее заданных резонансных колебаний объекта.
При этом система управления демонстрирует достаточную гибкость, позволяющую в зависимость от поставленной цели или полностью гасить нежелательные колебания объекта или обеспечивать уровень вибрации, необходимой для выполнения производственных задач. Использование искусственного интеллекта позволяет автоматически производить выбор одного из различных подходов к управлению распределенными системами, среди которых наиболее перспективным является модальный подход, позволяющий отдельно контролировать различные формы колебаний объекта.
Проведенные экспериментальные исследования в совокупности с численным моделированием исследуемых систем как на основе декомпозиционного описания упругого объекта, так и на основе конечно-элементного подхода позволили провести сравнительный анализ сильных и слабых сторон каждого подхода. Данная информация является базовой для систем искусственного интеллекта, так как позволяет этим системам в автономном режиме провести экспертную оценку применимость того или иного подхода к решению задачи вибрационного состояния объекта.
Результаты проводимых исследований могут быть применены при создании активных систем управления распределенными упругими объектами в таких областях, как робототехника, строительство, автомобиле- и самолетостроение.

Основные публикации, выступления и программное обеспечение

  1. Belyaev A.K., Fedotov A.V., Irschik H., Nader M., Polyanskiy V.A., Smirnova N.A. Experimental study of local and modal approaches to active vibration control of elastic systems // Structural Control and Health Monitoring. 2018. V. 25. No. 2. e2105. DOI
  2. Polyanskiy V.A., Belyaev A.K., Smirnova N.A., Fedotov A.V. Influence of Sensors and Actuators on the Design of the Modal Control System. In: Matveenko V., Krommer M., Belyaev A., Irschik H. (eds) Dynamics and Control of Advanced Structures and Machines. 2019. Springer, Cham. - P. 127-135. DOI
  3. Беляев А.К., Полянский В.А., Смирнова Н.А., Федотов А.В. Процедура идентификации при модальном управлении распределенным упругим объектом // Научно-технические ведомости СПбГПУ. Физико-математические науки. 2017. Т. 10. No. 2. С. 69-81. DOI
  4. Федотов А.В. Численное моделирование гашения колебаний распределенной системы с помощью пьезоэлементов // Научно-технические ведомости СПбГПУ. Физико-математические науки. 2019. Т. 12. No. 1. С. 142-155. DOI