Die Operation eines Unterwasserfahrzeuges wird durch ein Regelungssystem erleichtert. Für den Entwurf des Reglers bzw. für die Festlegung seiner Parameter, ist eine möglichst genaue Modellierung des dynamischen Verhaltens des Fahrzeugs notwendig. Diese Aufgabe erfordert nicht nur die Bestimmung eines mathematischen Modells für das Fahrzeug selbst und von Teilkomponenten auf der Basis des mechanischen Ersatzmodells, sondern auch die Beschreibung der Wechselwirkung zwischen Fahrzeug und der umgebenden Wasserströmung. Die mathematische Beschreibung des Fahrzeugs sowie aller Komponenten und die Fluid-Struktur-Wechselwirkung wurden in den Bewegungsgleichungen zusammengefasst. Die Bewegungsgleichungen wurden erstellt, indem die Newton-Eulerschen Gleichungen für freie, starre Körper verwendet und die Wechselwirkung berücksichtigt wurden. In der Arbeit wurde sowohl das Konzept der adaptiven Sliding-Mode Regelung als auch der adaptiven PD-Regelung untersucht. Sliding-Mode Regler zeichnen sich durch Einfachheit und Robustheit aus, allerdings müssen die Grenzen der Störungen und Unsicherheiten bekannt sein, um die Stabilität des geschlossenen Systems zu garantieren. Diese Schwierigkeit kann mit einem adaptiven Sliding-Mode Regler überwunden werden. In der vorliegenden Arbeit wurde ein solcher Regler entwickelt, bei dem zusätzlich die Schaltfunktion durch eine kontinuierliche Näherungsfunktion ersetzt wurde, um den Chattering-Effekt zu mindern. Bei der Überprüfung einer Unterwasserstruktur sind in der Regel eine lange Aufenthaltsdauer des Fahrzeugs und eine hohe Positioniergenauigkeit relativ zur Struktur notwendig. Dafür wurde hier für die Positions- und Orientierungsmessung ein Manipulator als Sensorarm genutzt. Um die auf das Fahrzeug aufgrund des Sensorarmes wirkende Kräfte zu kompensieren und eine hohe Positioniergenauigkeit zu erreichen, wurde ein adaptiver PD-Regler entworfen und implementiert. Das resultierende Gesamtsystem ist global stabil. Numerische Simulationen und die experimentelle Erprobung belegen die Wirksamkeit des Reglers.


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    Titel :

    Zur Modellierung und Regelung ferngesteuerter Unterwasserfahrzeuge


    Beteiligte:
    Nguyen Quang (Autor:in)


    Erscheinungsdatum :

    2005


    Format / Umfang :

    126 Seiten, 58 Bilder, 6 Tabellen, 146 Quellen




    Medientyp :

    Hochschulschrift


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch




    Zur Modellierung und Regelung ferngesteuerter Unterwasserfahrzeuge

    Technische Universität Hamburg-Harburg, Institut für Mechanik und Meerestechnik | SLUB | 2006



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