A method of determination of feasible propeller forces and moments for an underwater robot

• Autorzy: Garus J.

Warianty tytułu

PL

Metoda wyznaczania dopuszczalnych sił napędowych i momentu napędowego dla robota podwodnego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents procedure for the optimal allocation of thrust for horizontal motion of underwater robotic vehicles. Computation of propeller thrusts from propelling forces and moments is an optimisation problem based on a model, which the simplest form is unconstrained. In practice, however, where physical limitations must be taken into account, the obtained in such a way solution can be unrealistic. To cope with those difficulties, an algorithm for evaluation of the capacity of a propulsion system to produce required forces and moments and, if necessary, finding their feasible values is proposed. Due to computational simplicity, such an approach is a good solution in real-time applications. A numerical example is provided to demonstrate effectiveness and correctness of the approach.

PL

Praca dotyczy zagadnienia rozdziału mocy w układzie napędowym robota. podwodnego. Dla ruchu w płaszczyźnie poziomej wektor naporów f wyznaczany jest na podstawie wektora zadanych sił i momentów napędowych T d. Zadanie to rozpatrywane jest najczęściej jako problem optymalizacyjny bez ograniczeń. Otrzymane w ten sposób rozwiązanie zapewnia wygenerowanie żądanych wartości T d tylko wtedy, gdy nie występuje żądanie rozwinięcia przez którykolwiek z pędników naporu przekraczającego wartość graniczną. Jeżeli ma to miejsce, to żądane siły i moment nie mogą być wytworzone. Stąd proponuje się realizację procedury rozdziału mocy dwuetapowo. W etapie pierwszym następuje ocena możliwości wytworzenia przez układ napędowy zadanych sił i momentu T d i wyznaczane są ich wartości dopuszczalne T~, tj. takie, które możliwe są do wygenerowania. W etapie drugim, na podstawie T~, dokonywany jest właściwy przydział naporów na poszczególne pędniki. Zamieszczony w pracy algorytm wyznaczania dopuszczalnych sił napędowych i momentu napędowego opracowany został z ukierunkowaniem na jego praktyczne zastosowanie w układzie automatycznego sterowania robotem podwodnym "Ukwiał", eksploatowanym na okrętach Marynarki Wojennej.

Słowa kluczowe

EN

underwater robot; hydrodynamic thrust allocation; propulsion system

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej
• Czasopismo: Journal of Theoretical and Applied Mechanics
• Rocznik: 2005
• Tom: Vol. 43 nr 4
• Strony: 841--853
• Opis fizyczny: Bibliogr. 5 poz., rys.

Twórcy

autor

Garus J.

• Faculty of Mechanical and Electrical Engineering, Naval University,

Bibliografia

• 1. Fossen T.I., 1994, Guidance and Control of Ocean Vehicles, John Wiley and Sons Ltd., Chichester
• 2. Fossen T.I., 2002, Marine Control Systems, Marine Cybernetics AS, Trondheim
• 3. Garus J., 2004, A method of power distribution in power transmission system of remotely operated vehicle, Journal of Theoretical and Applied Mechanics, 42, 239-251
• 4. Lisowski J., 1981, Statek jako obiekt automatycznego sterowania, Wydawnictwo Morskie, Gdańsk
• 5. Sordelen O.J., 1997, Optimum thrust allocation for marine vessels, Control Engineering Practise, 5, 1223-1231