Синтез імітаційної моделі динаміки просторового руху безекіпажної підводної буксируваної системи як об’єкта керування

Abstract

Синтезовано імітаційну модель безекіпажної буксируваної підводної системи на основі математичних моделей кабельної лебідки, кабель-буксира та буксируваного підводного апарата. Імітаційна модель дає змогу виконувати комп’ютерне дослідження динаміки просторового руху та ефективності систем автоматичного керування такими об’єктами. Розроблено спеціалізований моделюючий комплекс на базі синтезованої імітаційної моделі. Він складається з блоків моделювання динаміки буксируваного підводного апарата, кабель-буксира та кабельної лебідки. Модель буксируваного підводного апарата складається з математичних моделей корпусу апарата, гідродинамічних впливів, керуючих крил та несучої поверхні. Основний закон динаміки буксируваного підводного апарата наведено в матричній формі. Він ураховує шість ступенів рухливості апарата як твердого тіла, що рухається в просторі в потоці води. Керуючі крила в кількості двох штук розташовані в кормовій частині буксируваного підводного апарата і дають змогу змінювати його крен та диферент. Це забезпечує керований просторовий рух апарата за двома степенями вільності: глибиною та боковим зміщенням. Для моделювання кабель-буксира використано метод моделювання гнучкого зв’язку з автоматичним контролем осьового руху його елементів, який дозволяє враховувати динаміку зміни довжини його випущеної частини. Модель динаміки кабельної лебідки забезпечує моделювання випускання та підбирання кабель-буксира.