Разработка и исследование системы управления движением подводного аппарата в вертикальной плоскости. Математическая модель подводного аппарата

Авторы: Гостилович С.О.
Опубликовано в выпуске: #2(19)/2018
DOI: 10.18698/2541-8009-2018-2-254
Раздел: Машиностроение и машиноведение | Рубрика: Роботы, мехатроника и робототехнические системы
Ключевые слова: подводный аппарат, математическая модель, дифферент, движение в вертикальной плоскости, линеаризованная модель, передаточная функция, остаточная плавучесть, наихудший случай устойчивости
Опубликовано: 01.02.2018

Составлена математическая модель движения подводного аппарата в вертикальной плоскости, построена структурная схема этой модели. К описанию движения тела в жидкости применены упрощенные и обобщенные подходы. Получены линейные модели и передаточные функции контуров движения подводного аппарата. Обоснована возможность раздельного синтеза контуров управления дифферентом и линейными скоростями. Описано влияние остаточной плавучести на движение подводного аппарата. Показан наихудший случай устойчивости для контуров скорости (линейной и угловой) и показана необходимость разработки контура управления углом дифферента для различных точек линеаризации. В исследованиях использован частотный метод анализа контуров движения.

Литература

[1] Грумондз В.Т., Половинкин В.В., Яковлев Г.А. Теория движения двусредных аппаратов. Математические модели и методы исследования. Москва, Вузовская книга, 2012, 644 с.

[2] Грумондз В.Т., Яковлев Г.А. Алгоритмы аэрогидродинамического проектирования. Моисеева Т.В., ред. Москва, Изд-во МАИ, 1994, 304 с.

[3] Киселев Л.В., Инзарцев А.В., Медведев А.В. О некоторых задачах динамики и управления пространственным движением АНПА. Подводные исследования и робототехника, 2006, № 2, с. 13–26.

[4] Киселев Л.В., Медведев А.В. Исследование динамических свойств автономного подводного робота на основе типологии процессов и моделей нечеткого управления. Подводные исследования и робототехника, 2008, № 1 (5), с. 16–23.

[5] Киселев Л.В., Медведев А.В. Модели динамики и алгоритмы управления движением автономного подводного робота при траекторном обследовании аномальных физических полей. Подводные исследования и робототехника, 2011, № 1 (11), с. 24–31.

[6] Киселев Л.В., Медведев А.В. О параметрических соотношениях гидродинамики и устойчивости движения автономного подводного робота. Подводные исследования и робототехника, 2012, № 1 (13), с. 17–22.

[7] Киселев Л.В., Медведев А.В. Сравнительный анализ и оптимизация динамических свойств автономных подводных роботов различных проектов и конфигураций. Подводные исследования и робототехника, 2012, № 1 (13), с. 24–35.

[8] Лукомский Ю.А. Чугунов В.С. Системы управления морскими подвижными объектами. Ленинград, Судостроение, 1988, 272 с.

[9] Соболев Г.В. Управляемость корабля и автоматизация судовождения. Ленинград, Судостроение, 1976, 477 с.

[10] Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического управления. Санкт-Петербург, Профессия, 2007, 752 с.