Підвищення якості керування електроприводами рушіїв підводних апаратів

Анотація

Створено оптимальну систему автома-тичного керування, побудовану на базі нечіткої логіки, для підвищення якості керування електроприводами рушійно-рульово-го комплексу підводного апарату (ПА).

В даний час до систем автоматичного руху ПА висуваються жорсткі вимоги: висока точність керованого руху апарату по заданій траєкторії, досягнення максимальної швидкодії при ступінчастому русі, зменшення енергоємності. Таким чином, однією з сучасних тенденцій розвитку систем автоматичного управління рухом ПА є підвищення якості керування [1].

Головними перевагами систем заснованих на нечіткій логіці при керуванні рушіями є: можливість глибокого і всебічного аналізу на стадії проектування і легкість перенесення синтезованих ситуативних моделей на реальний об'єкт, а також незалежність від загальних конструктивних особливостей ПА в зв'язку з адаптивністю нечітких регуляторів до реальних умов експлуатації [2].

Удосконалено типову систему керування (СК) рухом ПА по заданій траєкторії, що містить два незалежних контури керування. Вимірювання супутникової і інерційної навігаційних систем спільно із заданою траєкторією судна надходять на вхід обчислювального блоку, де з використанням алгоритмів оцінювання та управління формуються управляючі дії і видаються на виконавчі механізми.

Розроблено модель в пакеті Simulink середовища Matlab. Для аналізу енергетичної ефективності нечіткий регулятор порівнюється з ПІД-регулятром. Коефіцієнти ПІД-регулятора синтезовані і оптимізовані в пакеті Control System Toolbox системи. При цьому висувалися вимоги мінімізації енергоспоживання. Структура нечіткого регулятора представлена в [3].

На основі математичного моделювання проведено дослідження запропонованої системи керування та доведено, що система керування з використанням нечіткого регулятора дозволяє стабілізувати судно із заданою точністю при великих збуреннях, забезпечує найвищу точність керованого руху апарату по заданій траєкторії, забезпечує досягнення максимальної швидкодії при ступінчастому русі та зменшення енергоємності.