Методы автоматического управления морскими подвижными объектами: монография

Автор: Пшихопов В. Х. , Медведев М. Ю. , Гуренко Б. В.

Год: 2016

Издательство: Издательство Южного федерального университета

Место издания: Ростов-на-Дону|Таганрог

ISBN: 978-5-9275-2280-4

Страниц: 264

Форматы: PDF

цена: 402 руб.

В работе представлена процедура построения математических моделей подводных аппаратов и надводных катеров и кораблей. Приведены методы синтеза систем автоматического управления при движении морских подвижных объектов вдоль сложных траекторий, позиционирования в точке, стыковки с доковой станцией. Отдельно рассмотрены вопросы построения моделирующих комплексов, на которых можно проводить исследования замкнутых систем управления. Также освещены вопросы реализации систем управления морскими подвижными объектами.
Монография написана при поддержке Министерства образования и науки РФ, НИР по государственному заданию ВУЗам и научным организациям в сфере научной деятельности (№114041540005).

ВВЕДЕНИЕ
Глава 1.ПРИМЕНЕНИЕ МОРСКИХ ПОДВИЖНЫХ ОБЪЕКТОВ ПРИ РЕШЕНИИ ШИРОКОГО КРУГА ЗАДАЧ
1.1. Актуальность применения роботизированных морских подвижных объектов
1.2. Обеспечение базирования АНПА на подводных объектах
1.3. Обзор методов управления МПО
1.3.1. Системы управления движением
1.4. Сравнительный анализ векторного нелинейного и линейного регуляторов
1.5. Выводы
Глава 2. ПОСТРОЕНИЕ МОДЕЛИ МОРСКИХ ПОДВИЖНЫХ ОБЪЕКТОВ
2.1. Модель подводного аппарата
2.1.1. Начальные положения и допущения
2.1.2. Математическая модель кинематики АНПА
2.1.3. Уравнения динамики поступательного движения АНПА
2.1.4. Уравнения динамики вращательного движения АНПА
2.1.5. Определение сил и моментов, действующих на АНПА
2.1.6. Силы и моменты, постоянно действующие на АНПА
2.1.7. Гидродинамическая сила и е? момент, возникающие при движении
2.1.8. Уравнения исполнительных устройств
2.1.9. Векторно-матричная модель динамики АНПА
2.1.10. Обобщенная векторно-матричная модель АНПА
2.2. Математическая модель внешней среды
2.2.1. Математическая модель плотности морской воды
2.2.2. Математическая модель морского волнения
2.2.3. Математическая модель морского течения
2.3. Модель надводного катера
2.3.1. Особенности динамики надводного корабля
2.3.2. Полносвязная математическая модель движения катера
2.3.3. Методика оценки функциональных зависимостей гидро- и аэростатических динамических сил в первом приближении
2.3.4. Оценка массоинерционных и демпфирующих параметров катера
2.3.5. Расчет статических и динамических воздействий сплошной среды
2.3.6. Определение зависимостей установившихся значений скорости движения, дифферента и водоизмещения от тяги двигателя для режима плоского движения без крена
2.4 Выводы
Глава 3. СИНТЕЗ АДАПТИВНЫХ ПОЗИЦИОННО-ТРАЕКТОРНЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ
3.1. Формирование траекторий движения
3.2. Структурно-алгоритмическая реализация автопилота
3.3. Позиционное управление
3.4. Траекторное управление
3.5. Позиционно-траекторное управление
3.6. Движение в среде с препятствиями
3.7. Метод управления АНПА при стыковке с доком
3.7.1. Позиционирование АНПА на станцию базирования с учетом требования к ориентации и скорости движения АНПА
3.7.2. Оценка области достижимости с учетом ограничений
3.7.3. Обобщенная структура и алгоритм работы системы управления при стыковке АНПА с подводной станцией базирования
3.8. Особенности синтеза регуляторов для надводных кораблей
3.9. Синтез наблюдателя возмущений
3.9.1. Повышение быстродействия и точности наблюдателя в области больших отклонений
3.9.2. Адаптация алгоритмов управления МПО в классе прямого адаптивного управления
3.9.3. Оценивание производных по времени от возмущений
3.10. Выводы
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ МПО
4.1. Структура комплекса моделирования
4.2. Параметры тестовой модели
4.3. Эксперимент №1. Движение по прямой без изменения глубины
4.4. Эксперимент №2. Движение вдоль прямой с поворотом на 90°
4.5. Эксперимент №3. Изменение глубины движения
4.6. Эксперимент № 4. Позиционирование в точках 30;-30;30
4.7. Результаты моделирования стыковки
4.8. Примеры моделирования наблюдателей
4.9. Выводы
ГЛАВА 5. РЕАЛИЗАЦИЯ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ МОРСКИМИ ПОДВИЖНЫМИ ОБЪЕКТАМИ
5.1. Реализация системы управления надводного мини-корабля
5.1.1. Математическая модель надводного мини-корабля
5.1.2. Модель исполнительных механизмов
5.1.3. Анализ управляемости и устойчивости объекта управления
5.1.4. Синтез системы управления
5.1.5. Моделирование движения при движении по заданному курсу
5.1.6. Моделирование движения при позиционировании в точку
5.1.7. Разработка структурной схемы системы управления
5.1.8. Программно-аппаратная реализация системы управления
5.1.9. Результаты экспериментального исследования системы управления автономного мини-корабля
5.2. Реализация системы управления АНПА
5.2.1. Назначение системы управления АНПА
5.2.2. Описание системы управления АНПА
5.2.3. Обоснование выбранной конструкции БЦВМ СУ АНПА
5.2.4. Проработка вариантов размещения БЦВМ на разрабатываемых типовых платформах АНПА
5.2.5. Описание алгоритма работы СУ АНПА
5.3. Описание тренажерно-испытательного комплекса МПО
5.3.1. Назначение программы
5.3.2. Состав комплекса
5.3.3. Графический интерфейс и работа с программой моделирования судовой системы управления, обработки и отображения информации
5.3.4. Выполнение функций создания, редактирования и задания траектории для движения АНПА в автоматическом режиме
5.4. Экспериментальное исследование СУ АНПА
5.5. Экспериментальное исследование КМ АНПА
5.6. Выводы
Библиографический список

Все отзывы о книге

Чтобы оставить отзыв, зарегистрируйтесь или войдите