بررسي تجربي و تيوري رفتار ديناميكي زيرسطحي‌ها

THEORETICAL AND EXPERIMENTAL INVESTIGATION ON DYNAMICS BEHAVIOR OF UNDERWATER VEHICLE

در سال‌هاي اخير استفاده از وسيله‌هاي بدون سرنشين به دليل كاهش خطرات انساني در بخش دريا بسيار مورد توجه قرار گرفته‌اند. پيش‌بيني رفتار ديناميكي يك وسيله زير سطحي هوشمند در مرحله طراحي بسيار مهم است. به عبارت ديگر براي طراحي يك زيرسطحي هوشمند بايد قابليت كنترل و مانور آن توسط مدلهاي رياضي دقيق مورد بررسي قرار گيرد. مدل رياضي شامل نيروها و ممانهاي هيدروديناميكي است كه به صورت معادلات حركت بيان مي‌شوند. بنابراين ضروري است كه پيش از ساخت به منظور بهينه كردن طراحي، قابليت مانور و رفتار ديناميكي وسيله زيرسطحي پيش‌بيني شود كه اين امر با شبيه‌سازي كامپيوتري امكان پذير است. زيرسطحي SUT-2 يك زيرسطحي هوشمند است كه در طي سال‌هاي اخير طراحي و ساخته شده است. تست‌هاي آزمايشگاهي حركت آن انجام گرديده و نتايج آن در بهينه كردن رفتار ديناميكي و طراحي زيرسطحي فوق مورد استفاده قرار گرفته است. در اين مقاله به بررسي رفتار ديناميكي زيرسطحي هوشمند SUT-2 و نتايج تست و شبيه سازي پرداخته شده و ويژگي‌هاي آن‌ تحليل گرديده است. اين نتايج مي‌توانند در بهبود قابليت مانور زيرسطحي و طراحي كنترلر هوشمند مورد استفاده قرار گيرند. روش ارايه شده محدود به زيرسطحي SUT-2 نبوده و در بررسي و طراحي انواع وسايل و ربات‌هاي زيردريايي قابل استفاده خواهد بود.

In recent years, unmanned vehicles have intensively been developed to reduce risk on human life for marine applications. Predicting the dynamics behavior of an autonomous underwater vehicle is important during the vehicle’s design phase. In other words to design an AUV, one must clarify its maneuverability and controllability based on a mathematical model. The mathematical model contains various hydrodynamics forces and moments expressed collectively in terms of dynamics equations. Therefore, to optimize the AUV design it is necessary to predict maneuvering ability and dynamics behavior of AUV. This can be done by computational simulation. SUT-2 is an AUV system, being developed by Marine Engineering Research Center, Sharif University of Technology in Iran. Primary dynamics test have been developed in marine engineering laboratory. In this paper dynamics behavior of this AUV is investigated by using experimental test and computational simulation. Results can be used to optimize the dynamics behavior and designing the autonomous controller of AUV.