Регулирование плавучести и дифферента автономного подводного робота

Автор: Гой В.А., Костенко В.В.

Журнал: Подводные исследования и робототехника @jmtp-febras

Рубрика: Системы и технологии

Статья в выпуске: 1 (21), 2016 года.

Бесплатный доступ

При создании автономного подводного робота, предназначенного для высокоточных измерений характеристик физических полей, решается задача построения системы динамического позиционирования с минимумом шумовых помех. В частности, это относится к синтезу системы регулирования плавучести и дифферента, обеспечивающей высокое качество управления (позиционирования) по глубине погружения при отсутствии шумов, влияющих на работу измерительных систем. При разработке такой системы был использован метод перекачивания рабочей жидкости из гидравлических контейнеров в емкости изменяемого объема. Целью исследований в данной работе является разработка конструктивного облика и алгоритмов управления системы, обеспечивающей экономное и бесшумное регулирование плавучести и угла дифферента подводного аппарата малого водоизмещения. При этом были определены требования к управляющим воздействиям на основе возможного разброса плотности воды и заданных диапазонов регулирования угла дифферента и скорости вертикального движения. Разработанная математическая модель системы учитывает экспериментальные характеристики привода и влияние глубины погружения на производительность насосов. Определены оптимальные характеристики электродвигателя и гидравлического насоса, соответствующих заданным значениям динамических параметров. Алгоритмы управления системой оперируют оценками перекачиваемых объемов рабочей жидкости в зависимости от числа оборотов насоса. Принятое конструкторское решение позволяет представить облик системы, интегрированной в структуру автономного подводного аппарата. Экспериментальный образец системы успешно прошел бассейновые и натурные испытания в составе АНПА, созданного в ИПМТ ДВО РАН в последние годы. В процессе этих испытаний выполнены калибровочные измерения системы в бассейне и подтверждена возможность бесшумной стабилизации глубины погружения подводного аппарата в натурных условиях.

Еще

Вариации плотности воды, интеллектуальный подводный робот, регулирование плавучести и дифферента, управление движением, гидравлические насосы, натурные испытания

Короткий адрес: https://readera.ru/14339939

IDR: 14339939

Список литературы Регулирование плавучести и дифферента автономного подводного робота

  • Algorithms for computation of fundamental properties of seawater. Unesco technical papers in marine science 44, Unesco 1983. -58 P. URL: http://unesdoc.unesco.org/images/832eb.pdf.
  • Щуров В.А., Щеглов С.Г., Иванов Е.Н. Мобильные акустические комбинированные приемные системы на основе автономных необитаемых подводных аппаратов//Подводные исследования и робототехника. 2012. №2 (14). С. 4-12.
  • Tangirala S. and Dzielski J. A Variable Buoyancy Control System for a Large AUV//IEEE JOURNAL OF OCEANIC ENGINEERING. 2007. 32(4). P. 762-771.
  • A. Hendricks, “Automated Buoyancy Control system for the Remotely Operated Sea Crawler” M.S. thesis, Dept. Mar. Env. Sys.,Florida Inst. of Tech., Melbourne, FL, 2014. 185 P.
  • Harold Franklin Jensen III. Variable Buoyancy System Metric. Report Master of Science in Mechanical Engineering, Massachusetts Institute of Technology, 2009. l12 P.
  • Галдин Н.С. Основы гидравлики и гидропривода: Учебное пособие. Омск: Изд-во СиБ-АДИ, 2006. 145 с.
  • Пантов Е.Н. Основы теории движения подводных аппаратов/Пантов Е.Н., Махин Н.Н., Шереметов Б.Б. Л.: Судостроение, 1973. 209 с.
  • Гой В.А., Костенко В.В. Малогабаритная система регулирования плавучести.//Материалы 6-й научно-технической конференции «Технические проблемы освоения мирового океана», Владивосток, 28 сентября -2 октября 2015, стр.113-117, ISBN 978-5-8044-1363-2
  • Algorithms for computation of fundamental properties of seawater. Unesco technical papers in marine science 44, Unesco, 1983. -58 p. URL: http://unesdoc.unesco.org/images/832eb.pdf.
  • Shhurov V.A., Shheglov S.G., Ivanov E.N. The mobile acoustic combined receiving systems based on the autonomus uninhabited underwater vehicles. Podvodnye issledovaniya i robototekhnika -Underwater Investigations and Robotics, 2012, no. 2(14), pp. 4-12.
  • Tangirala S. and Dzielski J. A Variable Buoyancy Control System for a Large AUV//IEEE JOURNAL OF OCEANIC ENGINEERING. 2007. 32(4). P. 762-771.
  • Hendricks, “Automated Buoyancy Control system for the Remotely Operated Sea Crawler” M.S. thesis, Dept. Mar. Env. Sys., Florida Inst. of Tech., Melbourne, FL, 2014. 185 p.
  • Harold Franklin Jensen III. Variable Buoyancy System Metric. Report Master of Science in Mechanical Engineering, Massachusetts Institute of Technology, 2009. 112 p.
  • Galdin N.S. Osnovy gidravliki i gidroprivoda: Uchebnoe posobie. . Omsk, SiB-ADI Publ., 2006. 145 p.
  • Pantov E.N., Mahin N.N., Sheremetov B.B. Osnovy teorii dvizhenija podvodnyh apparatov . Leningrad, Sudostroenie Publ., 1973. 209 p.
  • Goj V.A., Kostenko V.V. . Materialy 6-j nauchno-tehnicheskoj konferencii «Tehnicheskie problemy osvoenija mirovogo okeana» . Vladivostok, Dalnauka Publ, 2015. Pp. 113-117.
Еще
Статья научная