Использование скоростных законов в некоторых задачах управления подводными аппаратами

Наталия Алексеевна Жабко, Тимур Андреевич Лепихин, Георгий Михайлович Большаков, Артем Сергеевич Бойков, Герман Алексеевич Глушков

Результат исследований: Научные публикации в периодических изданияхстатья

Выдержка

В статье рассмотрены две задачи обеспечения заданного движения автономных подводных аппаратов в пространстве. Первой задачей является задача прохождения вдоль пути, заданного набором целевых точек на плоскости. Решение задачи строится на базе линейных моделей, упрощенно описывающих движение аппарата в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Управление вдоль пути в горизонтальной плоскости основывается на специальном задании желаемого угла курса, соответствующего текущей целевой точке и текущему положению аппарата, который передается в линейный стабилизирующий закон управления. Глубина при этом поддерживается постоянной с помощью линейных законов управления, сформированных для упрощенной модели динамики в вертикальной плоскости. Второй задачей является задача следования вдоль заданной траектории в пространстве. В данном случае предполагается, что интерес представляет положение аппарата в пространстве и его ориентация по курсу. Исходя из этого применяется упрощенная модель, в которой для управления используются четыре независимых переменных. Для решения задачи применяется существующий подход бэкстеппинг управления, для которого изучается возможность небольшой модификации. Предложенные для решения обеих задачах подходы основаны на применении законов управления в скоростной форме, которая использована с целью обеспечения астатизма по контролируемым переменным. В первом случае несмотря на действие постоянных или скачкообразных возмущений аппарат проходит достаточно близко к путевым точкам, во втором случае при аналогичных возмущениях аппарат выходит на заданную траекторию с достаточной точностью. Успешность и эффективность применения предложенных подходов проиллюстрирована путем их реализации и проведения экспериментов в среде MATLAB-Simulink.
Язык оригиналарусский
Страницы (с-по)351
Число страниц361
ЖурналСовременные информационные технологии и ит-образование
Том15
Номер выпуска2
DOI
СостояниеОпубликовано - 25 июл 2019

Ключевые слова

  • автономный подводный аппарат
  • астатизм
  • скоростной закон управления
  • управление на траектории

Цитировать

Жабко, Наталия Алексеевна ; Лепихин, Тимур Андреевич ; Большаков, Георгий Михайлович ; Бойков, Артем Сергеевич ; Глушков, Герман Алексеевич. / Использование скоростных законов в некоторых задачах управления подводными аппаратами. В: Современные информационные технологии и ит-образование. 2019 ; Том 15, № 2. стр. 351.
@article{5ac67528cfc34151b98aa84f0b398acd,
title = "Использование скоростных законов в некоторых задачах управления подводными аппаратами",
abstract = "В статье рассмотрены две задачи обеспечения заданного движения автономных подводных аппаратов в пространстве. Первой задачей является задача прохождения вдоль пути, заданного набором целевых точек на плоскости. Решение задачи строится на базе линейных моделей, упрощенно описывающих движение аппарата в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Управление вдоль пути в горизонтальной плоскости основывается на специальном задании желаемого угла курса, соответствующего текущей целевой точке и текущему положению аппарата, который передается в линейный стабилизирующий закон управления. Глубина при этом поддерживается постоянной с помощью линейных законов управления, сформированных для упрощенной модели динамики в вертикальной плоскости. Второй задачей является задача следования вдоль заданной траектории в пространстве. В данном случае предполагается, что интерес представляет положение аппарата в пространстве и его ориентация по курсу. Исходя из этого применяется упрощенная модель, в которой для управления используются четыре независимых переменных. Для решения задачи применяется существующий подход бэкстеппинг управления, для которого изучается возможность небольшой модификации. Предложенные для решения обеих задачах подходы основаны на применении законов управления в скоростной форме, которая использована с целью обеспечения астатизма по контролируемым переменным. В первом случае несмотря на действие постоянных или скачкообразных возмущений аппарат проходит достаточно близко к путевым точкам, во втором случае при аналогичных возмущениях аппарат выходит на заданную траекторию с достаточной точностью. Успешность и эффективность применения предложенных подходов проиллюстрирована путем их реализации и проведения экспериментов в среде MATLAB-Simulink.",
keywords = "автономный подводный аппарат, астатизм, скоростной закон управления, управление на траектории",
author = "Жабко, {Наталия Алексеевна} and Лепихин, {Тимур Андреевич} and Большаков, {Георгий Михайлович} and Бойков, {Артем Сергеевич} and Глушков, {Герман Алексеевич}",
year = "2019",
month = "7",
day = "25",
doi = "10.25559/SITITO.15.201902.351-361",
language = "русский",
volume = "15",
pages = "351",
journal = "Современные информационные технологии и ит-образование",
issn = "2411-1473",
publisher = "Фонд содействия развитию интернет-медиа, ит-образования, человеческого потенциала {"}лига интернет-медиа{"}",
number = "2",

}

Использование скоростных законов в некоторых задачах управления подводными аппаратами. / Жабко, Наталия Алексеевна; Лепихин, Тимур Андреевич; Большаков, Георгий Михайлович; Бойков, Артем Сергеевич; Глушков, Герман Алексеевич.

В: Современные информационные технологии и ит-образование, Том 15, № 2, 25.07.2019, стр. 351.

Результат исследований: Научные публикации в периодических изданияхстатья

TY - JOUR

T1 - Использование скоростных законов в некоторых задачах управления подводными аппаратами

AU - Жабко, Наталия Алексеевна

AU - Лепихин, Тимур Андреевич

AU - Большаков, Георгий Михайлович

AU - Бойков, Артем Сергеевич

AU - Глушков, Герман Алексеевич

PY - 2019/7/25

Y1 - 2019/7/25

N2 - В статье рассмотрены две задачи обеспечения заданного движения автономных подводных аппаратов в пространстве. Первой задачей является задача прохождения вдоль пути, заданного набором целевых точек на плоскости. Решение задачи строится на базе линейных моделей, упрощенно описывающих движение аппарата в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Управление вдоль пути в горизонтальной плоскости основывается на специальном задании желаемого угла курса, соответствующего текущей целевой точке и текущему положению аппарата, который передается в линейный стабилизирующий закон управления. Глубина при этом поддерживается постоянной с помощью линейных законов управления, сформированных для упрощенной модели динамики в вертикальной плоскости. Второй задачей является задача следования вдоль заданной траектории в пространстве. В данном случае предполагается, что интерес представляет положение аппарата в пространстве и его ориентация по курсу. Исходя из этого применяется упрощенная модель, в которой для управления используются четыре независимых переменных. Для решения задачи применяется существующий подход бэкстеппинг управления, для которого изучается возможность небольшой модификации. Предложенные для решения обеих задачах подходы основаны на применении законов управления в скоростной форме, которая использована с целью обеспечения астатизма по контролируемым переменным. В первом случае несмотря на действие постоянных или скачкообразных возмущений аппарат проходит достаточно близко к путевым точкам, во втором случае при аналогичных возмущениях аппарат выходит на заданную траекторию с достаточной точностью. Успешность и эффективность применения предложенных подходов проиллюстрирована путем их реализации и проведения экспериментов в среде MATLAB-Simulink.

AB - В статье рассмотрены две задачи обеспечения заданного движения автономных подводных аппаратов в пространстве. Первой задачей является задача прохождения вдоль пути, заданного набором целевых точек на плоскости. Решение задачи строится на базе линейных моделей, упрощенно описывающих движение аппарата в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Управление вдоль пути в горизонтальной плоскости основывается на специальном задании желаемого угла курса, соответствующего текущей целевой точке и текущему положению аппарата, который передается в линейный стабилизирующий закон управления. Глубина при этом поддерживается постоянной с помощью линейных законов управления, сформированных для упрощенной модели динамики в вертикальной плоскости. Второй задачей является задача следования вдоль заданной траектории в пространстве. В данном случае предполагается, что интерес представляет положение аппарата в пространстве и его ориентация по курсу. Исходя из этого применяется упрощенная модель, в которой для управления используются четыре независимых переменных. Для решения задачи применяется существующий подход бэкстеппинг управления, для которого изучается возможность небольшой модификации. Предложенные для решения обеих задачах подходы основаны на применении законов управления в скоростной форме, которая использована с целью обеспечения астатизма по контролируемым переменным. В первом случае несмотря на действие постоянных или скачкообразных возмущений аппарат проходит достаточно близко к путевым точкам, во втором случае при аналогичных возмущениях аппарат выходит на заданную траекторию с достаточной точностью. Успешность и эффективность применения предложенных подходов проиллюстрирована путем их реализации и проведения экспериментов в среде MATLAB-Simulink.

KW - автономный подводный аппарат

KW - астатизм

KW - скоростной закон управления

KW - управление на траектории

U2 - 10.25559/SITITO.15.201902.351-361

DO - 10.25559/SITITO.15.201902.351-361

M3 - статья

VL - 15

SP - 351

JO - Современные информационные технологии и ит-образование

JF - Современные информационные технологии и ит-образование

SN - 2411-1473

IS - 2

ER -