Determination of parameters of hydrodynamic coefficients in operating functions management remotely operated underwater vehicle

Abstract

В статье рассматривается интерполяция гидродинамических коэффициентов в зависимости от угла атаки и скольжения при реализации регуляторов движительно - рулевого комплекса телеуправляемых необитаемых подводных аппаратов (ТНПА) при типе движения в продольно-поперечной плоскости. Горизонтальное перемещение и развороты ТНПА реализуются четырьмя электрическими движителями, размещёнными в плане прямоугольной платформы. Вертикальное управление обеспечивается тремя движителями вертикального управления. Комбинация упоров движителей в продольно-поперечной и вертикальной плоскости позволяет реализовывать перемещение, динамическое позиционирование и компенсацию движения, вызванную использованием комплекса рабочих инструментов. Учитывая, что ТНПА имеет практически нулевую плавучесть, обосновано требование реализации удержания позиции при выполнении рабочих операций. Математическое ожидание отсчётов координат ТНПА, реализованное в виде матричного оператора с формированием оператора рабочей функции управления, корректируется в канале решающей обратной связи по результатам коэффициентов сопротивления, определяемых на стадии аэродинамического эксперимента с моделями ТНПА. Научной новизной является то, что матричные операторы гидродинамических характеристик по результатам двулинейной интерполяции позволяют реализовать табличный тип управления в канале решающей обратной связи, формирующие скомпенсированный вид оператора математического ожидания скоростей и моментов, формируемых по рабочей (целевой) функции управления. Практическая значимость полученных результатов заключается в том, что они позволяют реализовывать программные функции управления телеуправляемыми необитаемыми аппаратами, обеспечивая перемещения в продольно-поперечной плоскости, динамическом позиционировании и вспомогательные функции при работе бортовым комплексом инструментов. The article considers the interpolation of hydrodynamic coefficients in dependence of the attack angle and sliding while implementing the controllers of the propulsion and steering complex of remotely controlled uninhabited vehicles with the type of movement in the longitudinal-transverse plane. Horizontal movement and U-turns of the remotely operated underwater vehicle (ROUV) are realized by four electric thrusters placed in the plan of a rectangular platform. Vertical control is provided by three vertical control thrusters. The combination of propellers’ stops in the longitudinal-transverse and vertical planes allows for the implementation of displacement, dynamic positioning and motion compensation caused by means of working tools set. The device itself has almost zero buoyancy and requires the implementation of position retention in the process of working operations. The mathematical expectation of the readings of the ROUV coordinates, implemented in the form of a matrix operator with the formation of the operator of the working control function, is corrected in the decisive feedback channel based on the results of the drag coefficients determined at the stage of the aerodynamic experiment with ROUV models. Matrix operators of hydrodynamic characteristics based on the results of two-line interpolation make it possible to implement a tabular type of control in the channel of decisive feedback, forming a compensated form of the operator of mathematical expectation of velocities and moments formed by the working (target) control function. The results obtained make it possible to implement software functions for controlling ROUVs moving in the longitudinal-transverse plane, dynamic positioning, auxiliary functions when working with an onboard set of tools.