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

Авторы: Гостилович С.О.
Опубликовано в выпуске: #11(28)/2018
DOI: 10.18698/2541-8009-2018-11-400
Раздел: Машиностроение и машиноведение | Рубрика: Роботы, мехатроника и робототехнические системы
Ключевые слова: подводный аппарат, математическая модель, дифферент, глубина погружения, движение в вертикальной плоскости, линеаризованная модель, обратные связи, гармоническая линеаризация, передаточная функция, автоколебания, остаточная плавучесть
Опубликовано: 12.11.2018

На основе упрощенной математической модели и синтезированного ранее контура управления углом дифферента построен контур управления глубиной погружения подводного аппарата. Показан процесс возникновения в системе автоколебаний при синтезировании контура управления глубиной погружения подводного аппарата по линеаризованной модели. С помощью методов гармонической линеаризации выявлены причины возникновения автоколебаний, и определено условие их отсутствия. Проанализировано влияние структуры контура дифферента и контура глубины погружения, а также влияние неразрывных нелинейностей системы на возникновение автоколебаний. Показана полезность последующей коррекции параметров системы методом имитационного моделирования. Приведены результаты моделирования полученной системы с учетом нелинейностей, возмущений и ненулевой остаточной плавучести при различных задающих воздействиях.

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/menms/robots/254.html.

[9] Гостилович С.О., Гостилович А.О. Разработка и исследование системы управления движением подводного аппарата в вертикальной плоскости. Синтез контура дифферента. Политехнический молодежный журнал, 2018, № 5(22). URL: http://ptsj.ru/catalog/menms/robots/305.html.

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

[11] Попов Е.П. Теория нелинейных систем автоматического регулирования и управления. Москва, Наука, 1979, 256 с.