Управление и динамика распределенной системы с переменной длиной

Abstract

Задачі динаміки геометрично нелінійних розподілених механічних систем у космічному, повітряному та водному середовищах зі змінними розмірами належать до найменш вивчених проблем механіки. У роботі розглядаються особливості математичного моделювання кабельних прив’язних систем телекерованих безпілотних підводних апаратів на базі дискретних та безперервних моделей. Низка особливостей їх функціонування визначає доцільність, а іноді і необхідність цілеспрямованої зміни довжини кабелю. У таких випадках кабель є не лише компонентом загальної динамічної прив’язної системи, а й виступає як самостійний об’єкт керування. В результаті розрахунків уточнені більш ранні припущення щодо руху кабелю вздовж початкової конфігурації буксируваної лінії при зміні його довжини. З’ясувалося, що це припущення вірне лише для початкової перехідної ділянки. Встановлено також, що при заданій тахограмі в конфігурації буксируваної лінії спостерігається точка перегину, яка зміщується зверху вниз при його підйомі. Це може бути додатковим чинником, що сприяє обриву кабельної системи та петлеутворенню при буксируванні.

Dynamics problems of geometrically nonlinear distributed mechanical systems in space, air, and water environments with variable dimensions are among the least studied problems of mechanics. The peculiarities of mathematical models of cable tethering systems of telecontrolled unmanned submarines based on discrete and continuous models are considered. A number of features of their operation determines the purposefulness, and sometimes the need, of a purposeful change in cable length. In such cases, the cable is not only a component of the overall dynamic tethering system, but it acts as an independent controlled object. As a result of the calculations, the earlier assumptions about the movement of the cable along its initial configuration were changed as the length of the cable changed. It has been found out that this assumption is only true for the initial transition participant. It is also established that at a given tachogram in the configuration of the towed line, there is a point of inflection, which shifts from top to bottom when lifting it. This can be an additional factor in the looping, contributing to the breakage of the cable system during towing.