بررسی اثر دینامیک پیشرانه بر رفتار حلقه باز و حلقه بسته یک ربات زیرآبی کنترل از راه‌ دور

در این مقاله، در ابتدا پاسخ دینامیکی یک نوع پیشرانه خاص مورد استفاده در ربات‌های زیرآبی کنترل از راه دور توسط تست‌های عملی و آزمایشگاهی استخراج شده‌است. بر اساس نتایج حاصل از تست‌ها و تحلیل‌های دینامیکی، دینامیک‌های غالب و محدودکننده پیشرانه به دو بخش دینامیک‌های اشباع و ناحیه مرده تقسیم و در هر مورد مدل دینامیکی مربوطه ارائه شده است. در ادامه اثر دینامیک پیشرانه‌ها در رفتار دینامیکی حلقه باز و حلقه بسته یک ربات زیرآبی مورد بررسی قرار گرفته است. در این بخش، با تعریف سناریو‌‌های مختلف مبتنی بر عملکرد عملیاتی ربات‌، پاسخ دینامیکی ربات با حالت پیشرانه ایده‌آل مقایسه شده‌است. نتایج حاصل از شبیه‌سازی و تحلیل‌های دینامیکی ارایه شده در این مقاله بیانگر این است که دینامیک اشباع، نیروی تولیدی هر پیشرانه را محدود نموده و به تبع آن سرعت حرکت ربات کاهش یافته و دینامیک رفتار حرکتی ربات کند می‌گردد. همچنین دینامیک ناحیه مرده باعث تاخیر در اجراء فرامین شده و زمان پاسخ دینامیکی ربات افزایش می‌یابد. علاوه بر آن دقت و سرعت کنترل‌کننده‌ها را در فرآیند تثبیت عمق و سمت کاهش می‌دهد

Thruster dynamics effects investigation on open loop and close loop behaviors of an Underwater Remotely Operated Vehicle

In this paper, dynamic responses of a specific thruster used in Remotely Operated Vehicles (ROVs) have been extracted through experimental and laboratory tests. Based on the experimental results and dynamic analysis, thruster dominant dynamics have been determined and divided into saturation, and deadzone effect dynamics. Then, elaborated dynamics have been mathematically modeled to simulate an appropriate dynamic model for thrusters. In the following, the effects of determined dynamics of thrusters have been studied on both open loop and close loop ROV dynamic analysis. Hence, by defining some scenarios based on practical ROV’s operations, its dynamic responses have been analyzed under both ideal and proposed thruster model. Simulation results and dynamic analysis elaborate that saturation effect confines generating force of thrusters yielding to decline ROV’s speed and decelerates its dynamic behavior response time. In addition, deadzone effect dynamic causes a delay in the execution of applied commands. Therefore, it provides a gradual increase in dynamic response time of the ROV. Furthermore, it also declines the accuracy of the both depth and head regulators.