Разработка и исследование системы управления движением подводного аппарата в вертикальной плоскости. Синтез контура дифферента

Авторы: Гостилович С.О., Гостилович А.О.
Опубликовано в выпуске: #5(22)/2018
DOI: 10.18698/2541-8009-2018-5-305
Раздел: Машиностроение и машиноведение | Рубрика: Роботы, мехатроника и робототехнические системы
Ключевые слова: подводный аппарат, математическая модель, дифферент, движение в вертикальной плоскости, линеаризованная модель, обратные связи, ПИ-регулятор, адаптивная система, передаточная функция, наихудший случай устойчивости
Опубликовано: 07.05.2018

На основе использования упрощенной математической модели подводного аппарата с помощью частотных методов синтеза построен контур управления углом дифферента. При построении контура управления добавлены обратные связи по положению и скорости. Показана слабая зависимость устойчивости контура углового положения по дифференту от точки линеаризации по углу дифферента. Обосновано использование ПИ-регулятора с пределом интегрирования для устранения статических ошибок от входного воздействия и внешних возмущений. Для определения параметров ПИ-регулятора использовали метод имитационного моделирования. Предложен адаптивный закон формирования предела интегрирования в зависимости от входного воздействия. Промоделирована работа контура управления дифферентом с учетом нелинейности модели подводного аппарата.

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. Москва, Изд-во МАИ, 1994, 304 с.

[3] 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.

[4] 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.

[5] Киселев Л.В., Медведев А.В. О параметрических соотношениях гидродинамики и устойчивости движения автономного подводного робота. Подводные исследования и робототехника, 2013, № 1(15), с. 17–22.

[6] 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.

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

[8] Гостилович С.О. Разработка и исследование системы управления движением подводного аппарата в вертикальной плоскости. Математическая модель подводного аппарата. Политехнический молодежный журнал, 2018, № 2(19). URL: http://ptsj.ru/catalog/edu/phil/254.html.

[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.