تعقیب مسیر شناور زیر سطحی مجهز به پروانه با کنترلر فازی

در این مقاله مساله تعقیب مسیر یک شناور زیر آبی مورد مطالعه قرار گرفته است این شناور مجهر به دو پروانه تفاضلی بوده که به صورت متقارن در طرفین چپ و راست شناور تعبیه شده است. ساختار هیدرودینامیکی این شناور به گونه ای است که با افزایش مجموع سرعت پروانه ها تغییر عمق و با افزایش اختلاف سرعت پروانه ها عمل تغییر سمت شناور صورت می گیرد. بخاطر وجود رفتار انتگرالی در کانال عمق و سمت، سرعت پروانه های این شناور و همچنین نیروی اعمال شده به پروانه ها، در نقطه تریم با هم برابر و مساوی مقدار ثابتی می باشد بنابراین این شناور مدام در حال حرکت است. برای بررسی مساله تعقیب مسیر شناور، ابتدا مدل ریاضی شناور استخراج شده سپس با توجه به مدل دینامیکی بدست آمده کنترارهای مناسب طراحی می شود. با نوشتن روابط نیوتن و لاگرانژین، می توان مدل دینامیکی هر جسم شش درجه آزادی را بدست آورد که در این روابط برآیند نیروها و گشتاورها دیده می شود که خود شامل نیروها و گشتاورهای چون نیروها و گشتاورهای ناشی از دماغه، بدنه، نیروی پروانه ها، نیروی هیدرواستاتیکی و نیروهای هیدرو دینامیکی است. از آنجا که این شناور در نقطه تریم با سرعت ثابتی حرکت می کند و مدام در حال گشت زنی است می توان مقصد این شناور را با دو پارامتر عمق و سمت مشخص کرد و این شناور را شبیه یک سیستم غیر خطی دو ورودی دو خروجی تصور کرد. برای طراحی کنترلر در امر تعقیب مسیر شناور، نیاز به انتخاب یک ساختار کنترلی مناسب می باشد که با انتخاب این ساختار و طراحی کنترلر های فازی مناسب در کانال عمق و سمت، تعقیب مسیر شناور انجام شود.

کلیدواژه ها:

تعقیب مسیر ، کنترلر فازی ، شناور زیر سطحی ، پروانه تفاضلی ، مدلسازی