5.2.4Автономный подводный аппарат
Схема расположения управляющих органов автономного подводного аппарата приведена на рис.5.8.
Приняты следующие обозначения
-
угол перекладки носовых рулей (обеспечивают
стабилизацию глубины,
-
угол перекладки кормовых рулей
(обеспечивают управление дифферентом),
-
угол рассогласования кормовых рулей
(обеспечивает управление креном),
-
угол перекладки вертикального руля
(руль направления).
Получим линеаризованные уравнения
пространственного движения АПА на
заданной прямолинейной траектории.
Исходные нелинейные уравнения в данном
случае усложняются ввиду развитого
оперения АПА. В этом случае добавляются
присоединенные массы
.
Рис.5.8
Тогда матрица инерции примет вид
(5.42)
и выражение для кинетической энергии
.
(5.43)
Проекции вектора количества движения
и момента количества движения
На основании уравнений Лагранжа
получим
(5.44)
При
,
балансировочный режим имеет вид:
Тогда с учетом, того что гидродинамические
и управляющие силы и моменты имеют вид
,
получим следующие линеаризованные
уравнения:
(5.45)
Уравнения разрешаются относительно производных и могут быть представлены в форме:
-боковое движение с креном
(5.46)
-продольное вертикальное движение
(5.47)
Стабилизация дифферента может осуществляться с помощью кормовых горизонтальных рулей системой со следующей структурой, рис.5.9
Рис.5.9
где
.
(5.48)
Получив передаточную функцию замкнутой системы, ее также можно исследовать на устойчивость и качество переходных процессов.