Актуальность:

Проблема загрязнения морской среды приобретает глобальные масштабы, поэтому сегодня необходимы устройства, позволяющие производить мониторинг и своевременный анализ среды. Мониторинг необходим для оценки правильности и эффективности природоохранных мероприятий.  В частности, для проведения мониторинга и исследования морской среды, сегодня используются подводные глайдеры,  способные патрулировать заданный район океана и двигаться по программной траектории, выполнять требуемые работы на различных глубинах и по окончании программы возвращаться на обеспечивающее судно или береговую базу.

Сфера применения

Подводный глайдер – это тип автономных подводных необитаемых аппаратов (АНПА), который использует малые изменения в плавучести в сочетании с «крыльями» для преобразования вертикального движения в горизонтальное и, тем самым, обеспечивает продвижение вперед с очень низким энергопотреблением. Скорость глайдеров значительно ниже обычных АНПА, но за счет низкого энергопотребления, они обладают рядом свойств, которые делают их предпочтительными в некоторых задачах. Основное назначение глайдеров – это выполнение задач в открытом море, цель которых получение данных о состоянии морской среды в течение длительных промежутков времени или на большой акватории. Глайдеры применяются при проведении длительных наблюдений в арктических или антарктических условиях, или в отрытом море в течение длительного времени или обхватывая большие расстояния.

Цель:

  • Увеличение времени выполнения задачи: мониторинга и исследования морских акваторий;
  • Разработка автономной системы управления, контролирующей процесс выполнения задачи;
Схема расположение исполнительных механизмов в подводном глайдере
Траектория движения подводного глайдера

Этапы разработки: 

 

3d

Построение трехмерной модели глайдера: расчет необходимых массоинерционных параметров устройства;

3dmodel
3dansys
math1

Разработка математической модели глайдера: вывод общей математической модели движения глайдера с учетом всех сил, действующих на АНПА, вывод управляющих величин;

graf1
graf2
graf3
water

Проведение исследования гидродинамических характеристик аппарата: построение сеточной модели устройства, расчет основных сил и моментов, вывод гидродинамических коэффициентов посредством CFD анализа;

setka
presure
vectors
vectors1
shemi

Разработка структурной и функциональной схемы глайдера: структурирование процесса взаимодействия основных блоков подводного глайдера;

shema1
sxema2
plata

Выбор бортового оборудования: разработка принципиальной электрической схемы подводного глайдера, разработка макетной платы;

plata2
plata1
structure
structure1
sintes

Разработка алгоритма управления: выбор регулятора, синтез математической модели и регулятора;

mathem
graf4
odiasid

Разработка ПО: ПО для дистанционного управления глайдером, ПО для автономного управления;

isp

Проведение натурных испытаний и пуско-наладочных работ.

glide
glider2

Получаемый результат:

Система управления, обеспечивающая в себе взаимодействие различных устройств, установленных на подводный глайдер:

434

Направление дальнейших исследований:

.

Использование глайдеров в качестве средств сопровождения объектов.

Разработка мультиагентных систем

Групповое управление глайдерами

object
multi
group