Меню
Публикации
2024
2023
2022
2021
2020
2019
2018
2017
2016
2015
2014
2013
2012
2011
2010
2009
2008
2007
2006
2005
2004
2003
2002
2001
Главный редактор
НИКИФОРОВ
Владимир Олегович
д.т.н., профессор
Партнеры
doi: 10.17586/2226-1494-2019-19-1-144-154
УДК 681.5, 531/534, 629.5.015.2, 532.5
ИДЕНТИФИКАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ ТЕЛ ЭЛЛИПСОИДНОЙ ФОРМЫ ПО УГЛУ РЫСКАНИЯ НА СИММЕТРИЧНЫХ ДВИЖЕНИЯХ
Читать статью полностью
Язык статьи - русский
Ссылка для цитирования:
Аннотация
Ссылка для цитирования:
Алышев А.С. Идентификация параметров тел эллипсоидной формы по углу рыскания на симметричных движениях // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2019. Т. 19. № 1. С. 144–154. doi: 10.17586/2226-1494-2019-19-1-144-154
Аннотация
Представлены экспериментальные результаты идентификации инерционных параметров и диссипации энергии для тел в жидкости с использованием симметричных движений. Объектом исследования является энергетический метод, дополненный учетом в математической модели движения коэффициентов при разгонном и тормозном этапах движений, а также учетом влияния твердой стенки. Предметом исследования является возможность обеспечения точной симметрии движений тел в различных средах и настройка регуляторов с выбором начальных значений. При помощи управляемого электродвигателя телам задавались движения по углу рыскания в малом опытовом бассейне и в воздухе. С целью снижения ошибки слежения выбраны участки измерений с наибольшей симметрией, это позволяет отделить в расчетных формулах инерционные параметры от диссипативных. Для обеспечения симметрии движений предложены процедура итеративной настройки робастного регулятора по углу поворота, а также модификации алгоритма адаптации для адаптивного регулятора. С целью улучшения качества переходных процессов для робастных регуляторов предложено выбирать начальные значения исходя из предварительного приближенного теоретического расчета. Приведены сравнительные результаты использования предложенного метода, метода наименьших квадратов и теоретических формул. Эксперименты проведены для корпуса судна и эллипсоида с учетом подобия по числу Фруда и Струхаля при двух осадках. Результаты эксперимента в воздухе отличаются от результатов по методу наименьших квадратов не более чем на 5,1 %, а в жидкости при ошибке слежения не более 0,01% – максимум на 25 %. Расчет по известным формулам показал различные результаты. Практическая значимость разрабатываемого метода связана с возможностью получить точные значения интересующих параметров при медленных движениях с использованием малого числа интервалов программных движений (с сокращением времени проведения эксперимента).
Ключевые слова: параметрическая идентификация, присоединенный момент инерции, итеративная адаптация, симметричные программные движения, модель судна
Благодарности. Работа поддержана грантом РФФИ №16-08-00997.
Список литературы
Благодарности. Работа поддержана грантом РФФИ №16-08-00997.
Список литературы
1. Тихонов В.И. Математическое моделирование системы судно – жидкость для судоводительских тренажеров: дис. д-ра техн. наук. Нижний Новгород, 2009. 280 с.
2. Короткин А.И. Присоединенные массы судостроительных конструкций. Справочник. СПб: Мор Вест, 2007. 448 с.
3. Алышев А.С., Мельников В.Г. Метод идентификации присоединенного момента инерции корпуса судна // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2017. Т. 17. № 4 (110). С. 744–748. doi: 10.17586/2226-1494-2017-17-4-744-748
4. Alyshev A.S., Melnikov V.G. Adaptive identification of vessel’s added moments of inertia with program motion // AIP Conference Proceedings. 2018. V. 1959. Art. 040001. doi: 10.1063/1.5034604
5. Палагушкин Б.В. Гидродинамические аспекты безопасности движения судов на неустановившихся режимах: дис. д-ра техн. наук. Новосибирск, 1996. 375 с.
6. Митрофанов А.А. О точности расчета инерционных характеристик плотов разным методикам // Известия ВУЗов. Лесной журнал. 2005. № 6. С. 48–55.
7. Сабанеев В.С. Присоединенные массы сжатого эллипсоида вращения вблизи плоской стенки // Вестник СПбГУ. Математика. Механика. Астрономия. 2014. Т. 1. № 1. С. 162–170.
8. Лебедева М.П., Васильева А.Б., Инютина Т.Н. Гидродинамические характеристики взаимодействия корпуса судна с плоской вертикальной стенкой // Вестник государственного университета морского и речного флота им. адмирала С.О. Макарова. 2015. № 5 (33). С. 92–102. doi: 10.21821/2309-5180-2015-7-5-92-102
9. Алышев А.С., Мельников В.Г., Мельников Г.И. Идентификация момента инерции маятниковой системы в условиях вязкого трения // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2016. Т. 16. № 5 (105). С. 928–935. doi: 10.17586/2226-1494-2016-16-5-928-935
10. Melnikov G.I., Dudarenko N.A., Melnikov V.G., Alyshev A.S. Parametric identification of inertial parameters // Applied Mathematical Sciences. 2015. V. 9. N 136. P. 6757–6765. doi: 10.12988/ams.2015.59584
11. Sieklucki G. Analysis of the transfer-function models of electric drives with controlled voltage source // Przegląd Elektrotechniczny. 2012. V. 88. N 7a. P. 250–255.
12. Ерманюк Е.В., Гаврилов Н.В. Динамические характеристики цилиндрических тел, колеблющихся в линейно стратифицированной жидкости // Выч. технологии. 2001. Т. 6. Ч. 2. С. 283–289.
13. Бобцов А.А., Николаев Н.А. Управление по выходу некоторой нелинейной системой с неизвестными параметрами и нелинейностью // Автоматика и телемеханика. 2007. № 6. С. 150–156.
14. Корпачев В.П. Теоретические основы водного транспорта леса. М.: Академия Естествознания, 2009. 236 с.
15. Войткунский Я.И. Справочник по теории корабля. Т. 3. Управляемость водоизмещающих судов. Гидродинамика судов с динамическими принципами поддержания. Л.: Судостроение, 1985. 544 с.
2. Короткин А.И. Присоединенные массы судостроительных конструкций. Справочник. СПб: Мор Вест, 2007. 448 с.
3. Алышев А.С., Мельников В.Г. Метод идентификации присоединенного момента инерции корпуса судна // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2017. Т. 17. № 4 (110). С. 744–748. doi: 10.17586/2226-1494-2017-17-4-744-748
4. Alyshev A.S., Melnikov V.G. Adaptive identification of vessel’s added moments of inertia with program motion // AIP Conference Proceedings. 2018. V. 1959. Art. 040001. doi: 10.1063/1.5034604
5. Палагушкин Б.В. Гидродинамические аспекты безопасности движения судов на неустановившихся режимах: дис. д-ра техн. наук. Новосибирск, 1996. 375 с.
6. Митрофанов А.А. О точности расчета инерционных характеристик плотов разным методикам // Известия ВУЗов. Лесной журнал. 2005. № 6. С. 48–55.
7. Сабанеев В.С. Присоединенные массы сжатого эллипсоида вращения вблизи плоской стенки // Вестник СПбГУ. Математика. Механика. Астрономия. 2014. Т. 1. № 1. С. 162–170.
8. Лебедева М.П., Васильева А.Б., Инютина Т.Н. Гидродинамические характеристики взаимодействия корпуса судна с плоской вертикальной стенкой // Вестник государственного университета морского и речного флота им. адмирала С.О. Макарова. 2015. № 5 (33). С. 92–102. doi: 10.21821/2309-5180-2015-7-5-92-102
9. Алышев А.С., Мельников В.Г., Мельников Г.И. Идентификация момента инерции маятниковой системы в условиях вязкого трения // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2016. Т. 16. № 5 (105). С. 928–935. doi: 10.17586/2226-1494-2016-16-5-928-935
10. Melnikov G.I., Dudarenko N.A., Melnikov V.G., Alyshev A.S. Parametric identification of inertial parameters // Applied Mathematical Sciences. 2015. V. 9. N 136. P. 6757–6765. doi: 10.12988/ams.2015.59584
11. Sieklucki G. Analysis of the transfer-function models of electric drives with controlled voltage source // Przegląd Elektrotechniczny. 2012. V. 88. N 7a. P. 250–255.
12. Ерманюк Е.В., Гаврилов Н.В. Динамические характеристики цилиндрических тел, колеблющихся в линейно стратифицированной жидкости // Выч. технологии. 2001. Т. 6. Ч. 2. С. 283–289.
13. Бобцов А.А., Николаев Н.А. Управление по выходу некоторой нелинейной системой с неизвестными параметрами и нелинейностью // Автоматика и телемеханика. 2007. № 6. С. 150–156.
14. Корпачев В.П. Теоретические основы водного транспорта леса. М.: Академия Естествознания, 2009. 236 с.
15. Войткунский Я.И. Справочник по теории корабля. Т. 3. Управляемость водоизмещающих судов. Гидродинамика судов с динамическими принципами поддержания. Л.: Судостроение, 1985. 544 с.