СИСТЕМЫ АНАЛИЗА И ОБРАБОТКИ ДАННЫХ
ISSN (печатн.): 2782-2001
ISSN (онлайн): 2782-215X
Стабилизированные платформы применяются на всех типах движущихся транспортных средств, от спутников до подводных лодок, и даже используются на некоторых портативных и наземных устройствах. Например, стабилизированная платформа на корабле используется для размещения навигационного оборудования и антенн систем радиолокационной связи, что позволяет улучшить эффективность работы этого оборудования в условиях воздействий волновых возмущений. Существуют различные кинематические схемы построения корабельных стабилизированных платформ. В частности, применяются последовательные стабилизированные платформы и параллельные стабилизированные платформы. В практических приложениях более широкое применение нашли последовательные стабилизированные платформы. В настоящей работе рассматривается математическая модель корабельной стабилизированной платформы с двумя степенями свободы, в которой управление угловой ориентацией платформы осуществляется с помощью электрогидроприводов. Применение электрогидравлических приводов позволяет обеспечить формирование требуемой величины силового воздействия для компенсации возмущений от волновых колебаний палубы корабля. С целью получения соотношений для описания взаимосвязи угловых перемещений элементов кинематической схемы платформы с величиной перемещения штока гидроцилиндра в настоящей работе привлекается аппарат комплексных чисел. Рассмотрена математическая модель электрогидропривода с учетом динамики перемещения электромеханизма золотникового сервоклапана, величин расходов и давлений рабочей жидкости в полостях гидроцилиндра. Рассмотрена линеаризованная математическая модель электрогидропривода и получены оценки для параметров математической модели при заданных массогабаритных характеристиках электрогидропривода. Данная математическая модель может быть использована при синтезе системы управления электрогидроприводом для обеспечения заданной угловой ориентации платформы при действии волновых возмущений.
Буй Ван Там
1. Dynamics, and modeling of ocean waves / G.J. Komen, L. Cavaleri, M. Donelan, K. Hasselmann, S. Hasselmann, P.A.E.M. Janssen. – Cambridge University Press, 1996. – 554 p.
2. A review of short-term prediction techniques for ship motions in seaway / L.M. Huang, W.Y. Duan, Y. Han, Y.S. Chen // Journal of Ship Mechanics. – 2014. – Vol. 18, N 12. – P. 1534–1542.
3. Zhao X., Xu R., Kwan C. Ship-motion prediction: algorithms and simulation results // Proceedings of IEEE International Conference on Acoustics IEEE. – Rockville, MD, 2004. – Vol. 5. – P. V-125.
4. Devi N.R., Banik A.K., Barik M. Dynamic response, and control nonlinear coupled roll-pitch (2DOF) motion of the ship under harmonic waves // International Conference on Advances in Construction Materials and Structures (ACMS-2018). – IIT Roorkee, Uttarakhand, India, 2018.
5. Gu J.Y. Nonlinear rolling motion of ship in random beam seas // International Conference on Advances in Construction Materials and Structures (ACMS-2018). – IIT Roorkee, Uttarakhand, India, 2018.
6. Active disturbance rejection control for gun control of unmanned turret / L. Ye, Y. Xia, M. Fu, C. Li // Control Theory and Applications. – 2014. – Vol. 31, N 11. – P. 1580–1588.
7. Habib A.A.A.A, Ali A.E.M, Nawar M.A.M. Simple computational platform of ship stability for engineering education // 3rd IUGRC International Undergraduate Research Conference, Military Technical College. – Cairo, Egypt, 2018.
8. Development of a parallel-series stabilized platform system / L.L. Wang, J.Z. Xiao, H.R. Wang, X.L. Liu, Z. Gao // Applied Mechanics and Materials. – 2013. – Vol. 319. – P. 414–418.
9. Ericson R.W., Dragen M. Inertially stabilized platform technology concepts and principles // IEEE Control Systems Magazine. – 2008. – Vol. 28, N 1. – P. 26–46.
10. Kinematics, dynamics and control of a stabilized platform with 6-RUS parellel mechanism / E.Z. Zhao, H.N. Yu, J. Zhang, J.T. Yang, T.S. Zhao // International Journal of Robotics and Automation. – 2017. – Vol. 32, N 3. – P. 283–290.
11. Masten M.K. Inertially stabilized platforms for optical imaging – systems tracking dynamic targets with mobile sensors // IEEE Control Systems Magazine. – 2008. – Vol. 28, N 1. – P. 26–46.
12. Barman S.D., Hussain A., Ahmed T. Speed control of DC motor using PWM technique: Pulse width modulated DC motor control. – LAP Academic Publishing, 2012. – 56 p.
13. K?l?ç Z. Design and control of a 2 DOF stabilizer: Thesis (M.S.). – Middle East Technical University, 2019. – 385 p.
14. Гупалов В.И., Подгорная Л.Н., Ткаченко А.Н. Стабилизированные платформы. – СПб.: ЛЭТИ, 2012. – 53 с.
15. Батанов А.Ф., Хаханов Ю.А. Малогабаритные многоосные высокоточные стабилизированные платформы для отработки новых технологий в условиях микрогравитации // Научное значение трудов К.Э. Циолковского: история и современность: материалы 55-х Научных чтений памяти К.Э. Циолковскогою – Калуга, 2020. – Ч. 2. – С. 80–82.
16. Sushchenko O. Robust control of inertially stabilized platforms for ground vehicles on the basis Н∞ synthesis // Proceedings of National Aviation University. – 2016. – N 3 (68). – P. 24–34.
17. Hilkert J.M. Inertially stabilized platform technology // IEEE Control Systems Magazine. – 2008. – Vol. 26, N 1. – P. 26–46.
18. William S.C., Weber H.I. Dynamic modeling of a 2-dof parallel electrohydraulic – actuated homokinetic platform // Mechanism and Machine Theory. – 2017. – Vol. 118. – P. 1–13.
19. Devi N.R., Banik A.K., Barik M. Dynamic response and control nonlinear coupled roll-pitch (2DOF) motion of ship under harmonic waves // International Conference on Advances in Construction Materials and Structures (ACMS-2018). – IIT Roorkee, Uttarakhand, India, 2018.
20. Математический анализ: примеры и задачи / Н.Г. Афендикова, И.Н. Омельченко, Г.В. Рыжаков, А.Ф. Салимова. – Военный учебно-научный центр ВВС, 2011.
21. Adaptive decoupling synchronous control of dissimilar redundant actuation system for large civil aircraft / C. Shi, X. Wang, S. Wang, J. Wang, M.M. Tomovic // Aerospace Science and Technology. – 2015. – Vol. 47. – P. 114–124.
22. Yao J., Deng W. Active disturbance rejection adaptive control of hydraulic servo systems // IEEE Transactions on Industrial Electronics. – 2017. – Vol. 64, N 10. – P. 8023–8032. – DOI: 10.1109/TIE.2017.2694382.
23. Study of electro-hydraulic force servo control system based on fuzzy control / J.Y. Li, J.P. Shao, Z.W. Wang, B. Wu, G.H. Han // IEEE International Conference on Intelligent Computing and Intelligent Systems. – Shanghai, 2009. – P. 688–693. – DOI: 10.1109/ICICISYS.2009.5358308.
Буй Т.В. Математическая модель стабилизированной платформы с электрогидроприводом на корабле // Системы анализа и обработки данных. – 2023. – № 3 (91). – С. 7–18. – DOI: 10.17212/2782-2001-2023-3-7-18.
Bui T.V. Matematicheskaya model' stabilizirovannoi platformy s elektrogidroprivodom na ko-rable [A mathematical model of a stabilized platform with an electro-hydraulic drive on a ship]. Sistemy analiza i obrabotki dannykh = Analysis and Data Processing Systems, 2023, no. 3 (91), pp. 7–18. DOI: 10.17212/2782-2001-2023-3-7-18.
