Все более возрастающая значимость мониторинга экологического состояния внешней среды (оценка степени загрязнения атмосферы промышленных зон, акваторий портов, зон с повышенной радиацией и т.д.), необходимость оперативного контроля за состоянием зданий, сооружений, мостов, скоростных автодорог, прогноза и наблюдения за природными явлениями (снежные лавины, извержения вулканов и т.п.), а также разработка новых телекоммуникационных структур требуют создания и применения новых систем и средств, эффективно реализующих отмеченные задачи.

С нашей точки зрения эти задачи могут быть эффективно решены посредством реализации систем мониторинга и диагностики на базе воздухоплавательных комплексов с использованием дирижаблей. К достоинствам  дирижаблей следует отнести: высокий коэффициент грузоподъемности, дальность и продолжительность полета; возможность вертикального взлета и посадки; работу в режиме длительного зависания; безопасность в случае отказа силовой установки и системы управления; малый расход топлива; незначительно воздействие на окружающую среду; низкую стоимость эксплуатации (в 3-8 раз ниже, чем при использовании вертолета).

Разработка подобных систем в виде роботизированных воздухоплавательных комплексов (РВК) позволит автоматизировать процессы мониторинга, значительно снизить  стоимость их проведения, минимизировать участие человека-оператора. Кроме того, предполагаемые сферы использования РВК, например, в условиях нестационарных и стационарных препятствий, а также при воздействии внешних возмущений, требует их реализации в классе адаптивных и интеллектуальных систем. Это позволит РВК вырабатывать стратегии движения в зависимости от состояния собственных параметров и окружающей среды.
В настоящей монографии предлагаются теория и технологии проектирования систем управления РВК, адекватно отражающих поставленные задачи и условия их функционирования.

В первой главе приведены классификация и обзор дирижаблей, дано общее представление о конструкциях дирижаблей, сферах их применения и современном состоянии дирижаблестроения. Рассмотрены перспективы использования дирижаблей в робототехнике, описаны режимы полета дирижаблей, на основе которых сформулированы цели работы систем управления РВК.
Во второй главе рассмотрены вопросы построения математических моделей дирижаблей, исследованы вопросы их аэродинамики, приведены результаты анализа качественных свойств дирижаблей по их линеаризованным моделям.

В третьей главе рассматриваются алгоритмы взаимосвязанного управления дирижаблями, функционирующими в априори формализованных средах. На основе обобщенных алгоритмов позиционно-траекторного управления предложены алгоритмы функционирования автопилотов при решении задач позиционного, траекторного, позиционно-траекторного управления дирижаблями, синтезированные по нелинейным многосвязным моделям их движения в средах со стационарными и нестационарными препятствиями.

Четвертая глава монографии посвящена разработке методов оценивания параметров, координат состояния и возмущений, применяемых в системах адаптивного управления дирижаблями, а также методам построения робастных систем управления дирижаблями на основе функций Ляпунова.

В пятой главе предложен подход к построению планировщиков перемещений РВК на базе сверточных нейронных сетей для случая, когда входными данными являются карта местности, цель и информация от системы технического зрения, а на выходе требуется сформировать коэффициенты траектории движения, задаваемой в виде квадратичных и линейных форм базовых координат.

В шестой главе описываются программные средства и технологии, позволяющие произвести практическую проверку полученных результатов методами компьютерного моделирования без проведения натурных экспериментов. Также рассмотрены возможности визуализации процесса и результатов моделирования.

Приводятся многочисленные примеры и результаты моделирования, подтверждающие эффективность предлагаемых методов и подходов.
Авторы выражают искреннюю признательность Российскому фонду фундаментальных исследований, а также своим друзьям и коллегам В.М. Березанскому, Г.Е. Вербе, В.Н. Голубятникову, Б.Г. Долгопятову, А.Н. Кирилину, В.И. Комченкову, О.А. Кутузову, И.А. Старостину, В.И. Ступникову, Е.И. Юревичу за поддержку многолетней работы авторского коллектива, результаты которой изложены в монографии.

Особую благодарность выражаем И.М. Ховансковой за помощь в оформлении монографии.

Авторы с признательностью воспримут замечания и пожелания по содержанию монографии, которые просим направлять по адресу: Ростовская область, 347928, г. Таганрог, ГСП-17А, пер. Некрасовский, 44.