Dynamic positioning of autonomous underwater vehicles

Abstract

Задача динамического позиционирования — одна из основных задач управления морскими объектами. Для надводных судов представлены многочисленные решения данной проблемы. Для подводных аппаратов получено меньшее количество результатов из-за достаточно сложной математической модели. Однако в случае динамического позиционирования в мелководной зоне возможны упрощения уравнения динамики, которые позволяют применить существующие подходы к управлению надводными судами для подводных аппаратов. Цель данной работы — усовершенствование системы управления, полученной на основе принципа разделения, за счет введения в закон управления дополнительного слагаемого, обеспечивающего астатизм замкнутой системы и экономичный режим работы приводов. Для иллюстрации эффективности полученной системы проводится имитационное моделирование в среде Simulink.

The problem of dynamic positioning is one of the primary control problems of marine objects. Numerous solutions to this issue have been presented for vessels. Fewer results were obtained for underwater vehicles due to a rather complex mathematical model. However, simplifications of the dynamic equation are possible in the case of positioning in shallow water, which make it possible to apply existing approaches to vessel control for underwater vehicles. The purpose of this work is to enhance the control system obtained on the basis of the separation principle by introducing into the control law an additional term providing the integral action of the closed-loop system and the economical mode of operation of the actuators. A simulation is run in Simulink to illustrate the effectiveness of the obtained system.