کنترل زیردریایی سوپرکاویتاسیون با استفاده از رویکرد مدل چندگانه نیروهای هیدرودینامیکی کاویتاتور

وسایل نقلیه زیردریایی سوپر کاویتاسیون درون حباب گاز بزرگی حرکت می کنند که تقریبا کل بدنه را احاطه کرده و باعث کاهش چشمگیر کشش (مقاومت هیدرودینامیکی) می شوند. این زیردریایی‎ها به دلیل کاهش قابل توجه کشش، قابلیت دستیابی به سرعت های بسیار بالا در زیر آب را دارند، اما نیازمند طراحی دقیق کاویتاتور و سیستم های کنترل برای حفظ پایداری و مانورپذیری هستند. کاویتاتور در محیط آب با جریان های متغیر و اغتشاشات روبه رو است که کنترل دقیق زاویه حمله را دشوار می کند. هرگونه انحراف کوچک می تواند منجر به تغییرات بزرگ در شکل و پایداری حباب کاویتاسیون شود. در این مقاله یک طرح جدید کنترل تطبیقی پایدار بر مبنای تئوری لیاپانوف  با رویکرد مدل چندگانه برای سه شرایط کاری زیردریایی ارائه شده است. نتایج شبیه سازی نشان داده است که کنترل کننده پیشنهادی به دلیل قابلیت برخورد هدفمند با قیود و مقاوم بودن نسبت به اغتشاشات محیطی توانسته به خوبی از پس تغییرات شدید نیروی مقاوم برآید و مانع از بین رفتن حباب کاویتاسیون شود. به منظور تحلیل کمی، روش پیشنهادی با کنترل تطبیقی کلاسیک مقایسه شده است. عملکرد ردیابی مطلوب روش مدل چندگانه در مقایسه با کنترل تطبیقی مرسوم هم در شکل‎های شبیه‎سازی و هم در جدول مربوط به میانگین مربعات خطا واضح است.

کلیدواژه ها:

Supercavitation submarine ، adaptive control ، multiple models ، angle of attack ، cavitator ، زیر دریایی سوپرکاویتاسیون ، کنترل تطبیقی ، مدل چندگانه ، زاویه حمله ، کاویتاتور