gyroscopyГироскопия и навигацияGiroskopiya i Navigatsiya / Gyroscopy and Navigation0869-70352075-0927AO «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор»10.17285/0869-7035.2018.27.1.093-106gyroscopy-239Research ArticleСтатьиО некоторых особенностях динамики автономного подводного робота при управлении эквидистантным движением вблизи днаSelected Features of Autonomous Underwater Robot Dynamics under Near-Bottom Equidistant Motion ControlКиселевЛ. В.KiselevL. V.

Киселев Лев Владимирович. Доктор технических наук, главный научный сотрудник

МедведевА. В.MedvedevA. V.

Медведев Андрей Владимирович. Научный сотрудник

ФГБУН «Институт проблем морских технологий» ДВО РАН (Владивосток).РоссияInstitute of Marine Technology Problems, Far-Eastern Branch of Russian Academy of SciencesRussian FederationФГБУН «Институт проблем морских технологий» ДВО РАН (Владивосток)РоссияInstitute of Marine Technology Problems, Far-Eastern Branch of Russian Academy of SciencesRussian Federation20191311202527193106Copyright © Киселев Л.В., Медведев А.В., 20252025Киселев Л.В., Медведев А.В.Kiselev L.V., Medvedev A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.gyroscopy.ru/jour/article/view/239

Выполнение поисково-обследовательских миссий автономного подводного робота связано, как правило, с движением по эквидистантным траекториям вблизи дна. Наибольшую сложность по маршруту следования представляет управление движением в вертикальной плоскости при наличии препятствий, связанных с рельефом дна. При обнаружении препятствий с помощью многоканальной эхолокационной системы переднего обзора обеспечивается эквидистантное движение подводного аппарата с отслеживанием профиля рельефа дна. Исследована динамическая модель движения с заданными требованиями к структуре и параметрам управления. Приведен сравнительный анализ динамических свойств системы управления в зависимости от конструктивных и функциональных особенностей исполнительных органов и дальномерной эхолокационной системы.

Search and survey missions of an autonomous underwater robot are usually associated with motion along equidistant trajectories near the bottom. The most difficult problem here is to control motion in a vertical plane in presence of obstacles in the bottom relief along the motion route. When the obstacles are detected using a multi-channel frontviewing echolocation system, equidistant motion of the vehicle is provided with tracking of the bottom relief profile. The dynamic model of motion with specific requirements for the structure and control parameters is studied. Comparative analysis of the dynamic properties of control system depending on the design and functional features of the actuating elements and the range-measuring echolocation system is presented.

 

Подводная робототехникаавтономные необитаемые подводные аппараты (роботы)управление движениемдинамические моделирельеф дна.Underwater roboticsautonomous underwater vehicles (robots) motion controldynamic modelsbottom relief.ReferencesАгеев М.Д., Касаткин Б.А., Киселев Л.В. и др. Автоматические подводные аппараты. Л.: Судостроение, 1981, 223 с.Ageev, M.D., Kasatkin, B.A., Kiselev, L.V., et al., Avtomaticheskie podvodnye apparaty (Automatic Underwater Vehicles), Leningrad: Sudostroyeniye, 1981.Агеев М.Д., Киселев Л.В., Матвиенко Ю.В. и др. Автономные подводные роботы. Системы и технологии. М.: Наука, 2005. 400 с.Ageev, M.D., Kiselev, L.V., Matvienko, Yu.V., et al., Avtonomnye podvodnye roboty. Sistemy i tekhnologii (Autonomous Underwater Robots. Systems and Technologies), Moscow: Nauka, 2005.Инзарцев А.В., Киселев Л.В., Костенко В.В. и др. Подводные робототехнические комплексы. Системы, технологии, применение / отв. ред. Л.В.Киселев. Владивосток: Дальпресс 2018. 367 с.Inzartsev, A.V., Kiselev, L.V., Kostenko, V.V. et al., Podvodnye robototekhnicheskie kompleksy. Sistemy, tekhnologii, primenenie (Underwater Robotic Complexes. Systems, Technologies, Applications) Vladivostok: Dal’press, 2018.Киселев Л.В. Код глубины. Владивосток: Дальнаука, 2012. С. 331.Kiselev, L.V., Kod glubiny (Code of Depth), Vladivostok: Dal’nauka, 2012.Inzartsev, A.V., Kiseljov, L.V, Medvedev, A.V, Pavin, A.M., Autonomous Underwater Vehicle Motion Control during Bottom Objects and Hard-to-Reach Areas Investigation, Motion Control. Vienna: InTech, 2010, pp. 207–228.Inzartsev, A.V., Kiselev, L.V, Medvedev, A.V, and Pavin, A.M., Autonomous underwater vehicle motion control during bottom objects and hard-to-reach areas investigation, Motion Control Vienna: InTech, 2010, pp. 207–228.Kiselev, L.V., Medvedev, A.V., Dynamic Models for Trajectory Survey and Mapping of Local Physical Fields of the Ocean with Autonomous Underwater Vehicle, Proc. of Intern. Symposium on Underwater Technology (UT 2017), Busan, South Korea, 21-24 Feb. 2017, IEEE Xplore.Kiselev, L.V., and Medvedev, A.V., Dynamic models for trajectory survey and mapping of local physical fields of the ocean with autonomous underwater vehicle, Proc. of Intern. Symposium on Underwater Technology (UT 2017), Busan, South Korea, 21-24 Feb. 2017, IEEE Xplore.Пантов Е.Н., Махин Н.Н., Шереметов Б.Б. Основы теории движения подводных аппаратов. Л.: Судостроение, 1973. 209 с.Pantov, E.N., Makhin, N.N., and Sheremetov, B.B. Osnovy teorii dvizheniya podvodnykh apparatov (Fundamental Theory of Underwater Vehicles Motion), Leningrad: Sudostroyeniye, 1973.Ястребов B.C., Игнатьев М.Б., Кулаков Ф.М., Михайлов В.В. Подводные роботы. Л.: Судостроение, 1977. С. 363.Yastrebov, V.C., Ignat’yev, M.V., Kulakov, F.M., and Mikhaylov, V.V., Podvodnye roboty (Underwater Robots), Leningrad: Sudostroyeniye, 1977.Siciliano, B., Khatib, O., Groen F., Springer Tracts in Advanced Robotics, 2006, vol. 2, pp. 15–77.Antonelli, G., Underwater Robots. Motion and Force Control of Vehicle-Manipulator Systems Springer Tracts in Advanced Robotics, 2006, vol. 2.Saeidinezhad, A., Dehghan A.A., Dehghan Manshadi, M., Experimental investigation of hydrodynamic characteristics of a submersible vehicle model with anon-axisymmetric nose in pitch maneuver, Ocean Engineering, 100 (2015), pp.26–34.Saeidinezhad, A., Dehghan, A.A., and Manshadi, M.D., Experimental investigation of hydrodynamic characteristics of a submersible vehicle model with anon-axisymmetric nose in pitch maneuver Ocean Engineering, 2015, no. 100, pp. 26–34.Geisbert, J.S., Hydrodynamic Modeling for Autonomous Underwater Vehicles Using Computational and Semi-Empirical Methods, Blacksburg, Virginia, 2007, 87 p.Geisbert, J.S., Hydrodynamic Modeling for Autonomous Underwater Vehicles Using Computational and Semi-Empirical Methods, Blacksburg, Virginia, 2007.Киселев Л.В., Медведев А.В. Сравнительный анализ и оптимизация динамических свойств автономных подводных роботов различных проектов и конфигураций // Подводные исследования и робототехника. 2012. №1 (13). С. 24–35.Kiselev, L.V., and Medvedev, A.V., Comparative analysis and optimization of dynamic properties of autonomous underwater robots of different projects and configurations, Podvodnye issledovaniya i robototekhnika, 2012, no. 1(13), pp. 24–35.Киселев Л.В., Медведев А.В. О параметрических соотношениях гидродинамики и устойчивости движения автономного подводного робота // Подводные исследования и робототехника. 2013. №1 (15). С. 17–22.Kiselev, L.V., and Medvedev, A.V., On parametric relationships of hydrodynamics and motion stability of autonomous underwater robot, Podvodnye issledovaniya i robototekhnika, 2013 no. 1(15), pp. 33–39.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.