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

Алышев А.С.


Читать статью полностью 
Язык статьи - русский

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
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.


Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License
Информация 2001-2019 ©
Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики.
Все права защищены.

Яндекс.Метрика