شناسایی و کنترل حرکت جسم متحرک شش درجه آزادی و جرم متغیر در زیر آب

کنترل حرکت اجسام زیر آب مانند زیر دریایی ها، راکتها و اژدرها به دلیل وجود نیروها و گشتاورهای هیدرودینامیکی، هیدرواستاتیکی و جرم اضافه (Add Mass) ، درمقایسه با مسئله حرکت اجسام در هوا و یا سطح زمین دارای ویژگیهای خاص خود می باشد. چرا که مشاهده و اندازه گیری پاسخ هیدرودینامیکی اجسام در زیر آب مشکل تر و تهیه مدل دینامیکی این وسایل پیچیده تر از وسایل زمینی و هوایی است. نیروها و گشتاورهای اعمالی به جسم، متاثر از شرایط محیطی و شکل آیرودینامیکی آن بوده و تابع پیچیده ای از هندسه و شرایط حرکت وسیله و ورودی های کنترلی است، که مقادیر ورودی های کنترلی در هر لحظه از روش های نیمه تجربی (منحنی های موسوم به DATCOM) بدست می آید. در این مقاله، مدل غیر خطی و متغیر با زمان یک جسم زیر ابی متحرک با شش درجه ازادی و جرم متغیر، بیان شده است. با فرض تغییرات ارام جرم جسم متحرک، مدل خطی حرکت جسم برای کانالهای مختلف بوسیله الگوریتم گرادیان نرمالیزه شده (Normalized Gradient) بدست آمده و بر اساس مدل بدست آمده، کنترل کننده های مناسب برای تثبیت عمق و تعقیب مسیر، طراحی گشته و به کمک شبیه سای، عملکرد مطلوب سیستم نشان داده شده است.

کلیدواژه ها:

جسم متحرک زیر آب ، هدایت و کنترل ، سیستم جرم متغیر ، مختصات اینرسی و بدنه ، گرادیان نرمالیزه شده