Разработка системы управления пространственным движением автономных необитаемых подводных аппаратов с аккомодацией к дефектам в их движителях

Филаретов Владимир Федорович
д.т.н., профессор, Институт автоматики и процессов управления ДВО РАН (ИАПУ ДВО РАН), заведующий лабораторией робототехнических систем, 690041, г. Владивосток, ул. Радио, д. 5; Дальневосточный федеральный университет (ДФУ), заведующий департаментом автоматики и робототехники, 690922, Приморский край, г. Владивосток, о. Русский, п. Аякс, д. 10, тел.: +7(423)231-37-83, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., ORCID: 0000-0001-8900-8081

Юхимец Дмитрий Александрович
д.т.н., доцент, ИАПУ ДВО РАН, в.н.с., 690041, г. Владивосток, ул. Радио, д. 5; ДФУ, доцент, 690922, Приморский край, г. Владивосток, о. Русский, п. Аякс, д. 10, тел.: +7(423)251-96-87, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., ORCID: 0000-0003-2676-9902

Зуев Александр Валерьевич
к.т.н., доцент, Институт проблем морских технологий ДВО РАН (ИПМТ ДВО РАН), в.н.с., 690091, г. Владивосток, ул. Суханова, д. 5а; ДФУ, доцент, 690922, Приморский край, г. Владивосток, о. Русский, п. Аякс, д. 10, тел.: +7(914)961-77-35, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., ORCID: 0000-0002-0934-6222

Жирабок Алексей Нилович
д.т.н., профессор, ДФУ, профессор, 690922, Приморский край, г. Владивосток, о. Русский, п. Аякс, д. 10, тел.: +7(924)234-58-95, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., ORCID: 0000-0001-5927-7117

Материал поступил в редакцию 21 сентября 2021 года.

Аннотация

В работе предложен новый метод синтеза высокоточных и высоконадежных систем управления пространственным движением автономных необитаемых подводных аппаратов (АНПА). Особенностью указанных систем управления является то, что они включают в себя дополнительный контур аккомодации, обеспечивающий своевременное обнаружение, определение величин и компенсацию последствий появления незначительных дефектов, возникающих в движителях этих АНПА. Результаты моделирования подтвердили работоспособность и высокое качество работы синтезированных систем управления.

Ключевые слова
Автономный необитаемый подводный аппарат, система управления, система с переменной структурой, диагностирование, аккомодация.

Благодарности
Работа поддержана Российским фондом фундаментальных исследований (проекты 20-38-70161 и 19-08-00347).

DOI
10.31776/RTCJ.9405

Индекс УДК 
629.584

Библиографическое описание
Филаретов В.Ф. Разработка системы управления пространственным движением автономных необитаемых подводных аппаратов с аккомодацией к дефектам в их движителях / В.Ф. Филаретов, Д.А. Юхимец, А.В. Зуев, А.Н. Жирабок // Робототехника и техническая кибернетика. – Т. 9. - №4. – Санкт-Петербург : ЦНИИ РТК. – 2021. – С. 280-288. – Текст : непосредственный.

Литература

1. Koofigar H. R. Adaptive control of underwater vehicles with unknown model parameters and unstructured uncertainties / H. R. Koofigar // Proceedings of SICE Annual Conference (SICE). — 2012. — Pp. 192-196. — Text : unmediated.
2. Narasimhan M. Adaptive optimal control of an autonomous underwater vehicle in the dive plane using dorsal fins / M. Narasimhan, S. N. Singh // Ocean Engineering. — 2006. — Vol. 33, № 3–4. — pp. 404-416. — Text : unmediated.
3. Lei M. Nonlinear diving stability and control for an AUV via singular perturbation / M. Lei // Ocean Engineering. — 2020. — Vol. 197, № 1. — DOI: 10.1016/j.oceaneng.2019.106824 — URI: https://reader.elsevier.com/reader/sd/pii/S0029801819309229?token=D17540C3307952C320A01F3F545FE57B5A665C3865558E701062BF1BF8A80156175A3581322395664CBF24C9C9EB8F37&originRegion=eu-west-1&originCreation=20211122140333 (accessed: 22.11.2021). — Text : electronic.
4. Lakhwani D. A. Performance comparison of PD, PI and LQR controller of autonomous under water vehicle / D. A. Lakhwani, D. M. Adhyaru // Nirma University International Conference on Engineering (NUiCONE). — 2013. — Pp. 1-6. — DOI:10.1109/NUiCONE.2013.6780183 — Text : unmediated.
5. Filaretov V. Synthesis Method of Control System for Spatial Motion of Autonomous Underwater Vehicle / V. Filaretov, D. Yukhimets // International Journal of Industrial Engineering and Management (IJIEM). — 2012. — Vol. 3, № 3. — Pp. 133-141. — Text : unmediated.
6. Dai P. Sliding mode impedance control for contact intervention of an I-AUV: Simulation and experimental validation / P. Dai, W. Lu, K. Le, D. Liu // Ocean Engineering. — 2020. — Vol. 196. — DOI: 10.1016/j.oceaneng.2019.106855. — URI: https://reader.elsevier.com/reader/sd/pii/S002980181930945X?token=AB4D4B3BD7F17E8B25CF008A84286781DEC84C245C95A98672DAF14C565EFB2EA5D6D736323A6AACBF97A41447825819&originRegion=eu-west-1&originCreation=20211123060752 (accessed: 22.11.2021). — Text : electronic.
7. Fossen T. Handbook of marine craft hydrodynamics and motion control / T. Fossen. — Chichester, UK : Jonh Willey & Sons, 2011. — 582 p. — Text : unmediated.
8. Подводные робототехнические комплексы: системы, технологии, применение / А. В. Инзарцев, Л. В. Киселев, В. В. Костенко [и др.]. — Владивосток : ИПМТ ДВО РАН, 2018. — 368 c. — Текст : непосредственный.
9. Филаретов В. Ф. Устройства и системы управления подводных роботов / В. Ф. Филаретов, А. В. Лебедев, Д. А. Юхимец. — Москва : Наука, 2005. — 270 c. — Текст : непосредственный.
10. Zuev A. V. Fault identification in underwater vehicle thrusters via sliding mode observers / A. V. Zuev, A. N. Zhirabok, V. F. Filaretov // International Journal of Applied Mathematics and Computer Science. — 2020 . — Vol. 30, № 4. — Pp. 679-688. — Text : unmediated.

Полный текст статьи (pdf)