Підвищення точності стабілізації швидкості руху автономного ненаселеного підводного апарата при траєкторному русі

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorГрудініна Г. С.
dc.contributor.authorHrudinina Hanna S.
dc.date.accessioned2024-12-05T09:05:39Z
dc.date.available2024-12-05T09:05:39Z
dc.date.issued2024
dc.descriptionГрудініна, Г. С. Підвищення точності стабілізації швидкості руху автономного ненаселеного підводного апарата при траєкторному русі = Increasing the accuracy of the speed motion stabilization of an autonomous unmanned underwater vehicle during trajectory motion / Г. С. Грудініна // Зб. наук. пр. НУК. – Миколаїв : Гельветика, 2024. – № 2 (495). – С. 67–76.
dc.description.abstractМета. Метою даної роботи є визначення актуальності синтезу системи керування підвищеної точності для автономного ненаселеного підводного апарату (АНПА) малого класу. Методика. В роботі пропонується застосування методів математичного моделювання просторового руху підводного апарата, з урахуванням гідродинамічних характеристик рушійно-кермового пристрою (РКП). Рух АНПА розглядається відповідно до законів механіки твердого тіла в тривимірному просторі з шістьма ступенями свободи. Три з них характеризують лінійні переміщення центра маси, інші три – обертання твердого тіла відносно центра маси. Математичне моделювання динаміки АНПА включає перетворення координат векторів, які використовуються у математичних моделях його складових елементів, між базисами системи координат на кожній ітерації обчислення. Результати. Обгрунтовано вибір обраного для дослідження типу рушійно-кермового пристрою, представленим в роботі аналізом автономних підводних апаратів, що виробляються на даний час різними світовими виробниками. В роботі представлено класифікацію автономних ненаселених підводних апаратів за масою та конструкцією корпусу. За проведеним оглядом місій, що виконують за допомогою даних апаратів, підкреслено необхідність вирішення завдання підвищення точності стабілізації швидкості руху АНПА. Засобами CFD- моделювання визначені залежності гідродинамічних сил та моментів від геометричних, кінематичних та конструктивних характеристик РКП. Наукова новизна. В роботі запропоновано використання математичних моделей елементів органів керування АНПА, для синтезу системи автоматичного керування швидкістю руху апарата. А саме, системи рушійно-кермового пристрою, що складається з двигуна постійного струму, валопроводу, гребного гвинта в напрямній або поворотній насадці. Для створення достовірної математичної моделі динаміки АБПА з конкретним РКП фірми Tecnadyne, було застосовано CFD-моделювання з розробкою 3D-моделі рушія в CAD SolіdWorks. Практична значимість. Обраний в роботі тип РКП є найбільш поширеним в малому класі апаратів, який є найбільш застосованим, як для наукових, так і виробничих потреб. В досліджені використано рушії різних типів від компанії Tecnadyne. Рушії даної фірми використовуються для підводних апаратів, що виготовляються в Україні на даний час.
dc.description.abstract1Purpose. This work aims to determine the relevance of developing a high-precision control system for an autonomous unmanned underwater vehicle (AUUV) of a small class. Method. The paper proposes the use of mathematical modeling methods for the spatial movement of an underwater vehicle, taking into account the hydrodynamic characteristics of the propulsion and steering device (PSD). The movement of the AUUV is considered according to the laws of solid body mechanics in a three-dimensional space with six degrees of freedom. Three of them characterise linear movements of the center of mass, and the other three – rotation of a rigid body relative to the center of mass. Mathematical modeling of the dynamics of the AUUV includes the transformation of the coordinates of the vectors used in the mathematical models of its component elements between the bases of the coordinate system at each iteration of the calculation. The relevance of the type of propulsion and steering device chosen for research is proven by the analysis of autonomous underwater vehicles currently produced by various global manufacturers presented in the work. Results. The paper presents the classification of autonomous unmanned underwater vehicles by mass and hull design. According to the review of the missions performed using these devices, the need to solve the problem of increasing the stabilization speed system accuracy of movement of the AUUV was emphasized. The dependence of hydrodynamic forces and moments on the geometric, kinematic and structural characteristics of the PSD was determined using CFD modeling. Scientific novelty. The work proposes using mathematical models of the AUUV control elements to synthesise the vehicle's automatic speed control system. Namely, the propulsion and steering device system consists of a direct current motor, a shaft guide, and a propeller in a guide or rotary nozzle. Using numerical modeling, to study of a propeller thrust force at different speeds and attack angles of the flow was carried out. Practical importance. The type of PSD chosen in the work is the most common in the small class of devices, which is the most applicable, both for scientific and industrial needs. Different types of engines from the Tecnadyne company were used in the study. The engines of this company are used for underwater vehicles currently manufactured in Ukraine.
dc.identifier.issn2311-3405 (Print)
dc.identifier.issn2313-0415 (Online)
dc.identifier.urihttps://eir.nuos.edu.ua/handle/123456789/9261
dc.language.isouk
dc.publisherГельветика
dc.relation.ispartofseriesУДК; 681.5:629.58
dc.subjectматематичне моделювання
dc.subjectрушійно-кермовий пристрій
dc.subjectобчислювальна гідродинаміка
dc.subjectавтономний ненаселений підводний апарат
dc.subjectповоротна гвинтова колонка
dc.subjectmathematical modeling
dc.subjectpropulsion and steering device
dc.subjectcomputational hydrodynamics
dc.subjectautonomous unmanned underwater vehicle
dc.subjectrotary screw column
dc.titleПідвищення точності стабілізації швидкості руху автономного ненаселеного підводного апарата при траєкторному русі
dc.title.alternativeIncreasing the accuracy of the speed motion stabilization of an autonomous unmanned underwater vehicle during trajectory motion
dc.typeArticle

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Hrudinina.pdf
Розмір:
779.56 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
4.38 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

№ 2 (495) 2024