Особенности построения системы управления угловой ориентацией подводного аппарата для больших углов наклона
Авторы: Лямина Е.А., Егоров С.А.
Опубликовано в выпуске: #3(75)/2018
DOI: 10.18698/2308-6033-2018-3-1745
Раздел: Машиностроение и машиноведение | Рубрика: Роботы, мехатроника и робототехнические системы
Сфера применения необитаемых подводных аппаратов увеличивается, появляются задачи, требующие управления аппаратами при больших углах наклона. В то же время вопрос применимости традиционных подходов к решению данной задачи плохо изучен. Построение системы управления положением подводного аппарата для случая больших углов наклона рассмотрено на основе традиционного метода управления ориентацией в углах Эйлера — Крылова. В ходе исследования выведен общий вид передаточной матрицы системы управления угловой ориентацией аппарата. Показано, что с ростом углов наклона передаточная матрица системы становится многосвязной. Предложены алгоритмы компенсации появляющихся возмущений. Полученные результаты проверены методами математического моделирования. Предложенные в работе алгоритмы компенсации позволяют расширить диапазоны значений рабочих углов и улучшить качество работы системы управления угловой ориентацией существующих необитаемых подводных аппаратов без значительной переработки ее структуры.
Литература
[1] Костенко В.В., Михайлов Д.Н. Разработка телеуправляемого подводного аппарата «МАКС-300». Подводные исследования и робототехника, 2012, № 1 (13), c. 36–46.
[2] Ferreira B.M., Jouffroy J. Control and guidance of a hovering AUV pitching up or down. Proceedings of OCEANS 2012 MTS/IEEE. Hampton Roads, USA, 2012, pp. 1 7.
[3] Ribas D., Palomeras N., Ridao P., Carreras M., Mallios A. Girona 500 AUV: From Survey to Intervention. IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, 2012, vol. 17, no. 1, pp. 46–53.
[4] Bingham B. Precision Autonomous Underwater Navigation. Ph. D. dissertation. Massachussetts, Massachussetts Institute of Technology, 2003, 185 p.
[5] Cruz N.A., Matos A.C., Almeida R.M. TriMARES — a Hybrid AUV/ROV for Dam Inspection. Proceedings of OCEANS 2011 MTS/IEEE, Waikoloa, USA, 2011, pp. 1–7.
[6] Гамазов Н.И., Гладкова О.И., Егоров С.А. Особенности построения и экс-периментальная отработка информационно-управляющей системы ги-бридного телеуправляемого подводного аппарата. Материалы 6-й Всерос. науч.-техн. конф. «Технические проблемы освоения мирового океана» (ТПОМО-6). Владивосток, Дальнаука, 2015, с. 401– 405.
[7] Егоров С.А., Куценко А.С. Особенности построения системы управления угловой ориентацией телеуправляемого подводного аппарата. Современ-ные методы и средства океанологических исследований. Материалы X Междунар. науч.-техн. конф. Ч. 2. Москва, 2007, с. 127 129.
[8] Алексеев К.Б. Экстенсивное управление ориентацией космических лета-тельных аппаратов. Москва, Машиностроение, 1977, 121 с.
[9] Fossen T.I. Guidance and Control of Ocean Vehicles. John Wiley & Sons Ltd., 1994, 480 p.
[10] Егоров С.А. Управление движением телеуправляемого подводного аппарата в режиме совместного с носителем движения: Дис. … канд. техн. наук. Москва, 2002, 361 с.
[11] Зырьянов Г.В. Системы управления многосвязными объектами. Челябинск, Издательский центр ЮУрГУ, 2010, 112 с.
[12] Соболев О.С. Методы исследования линейных многосвязных систем. Москва, Энергоатомиздат, 1985, 120 с.