Marine Engineering

en کنترل زیردریایی سوپرکاویتاسیون با استفاده از رویکرد مدل چندگانه نیروهای هیدرودینامیکی کاویتاتور Control of supercaviting submarine using multiple model approach of cavitator hydrodynamic forces طراحي، هیدروديناميك و ساخت زيرسطحي Submarine Hydrodynamic & Design مقاله پژوهشي Research Paper وسایل نقلیه زیردریایی سوپر کاویتاسیون درون حباب گاز بزرگی حرکت می‌کنند که تقریباً کل بدنه را احاطه کرده و باعث کاهش چشمگیر کشش (مقاومت هیدرودینامیکی) می‌شوند. این زیردریایی&lrm;ها به دلیل کاهش قابل توجه کشش، قابلیت دستیابی به سرعت‌های بسیار بالا در زیر آب را دارند، اما نیازمند طراحی دقیق کاویتاتور و سیستم‌های کنترل برای حفظ پایداری و مانورپذیری هستند. کاویتاتور در محیط آب با جریان‌های متغیر و اغتشاشات روبه‌رو است که کنترل دقیق زاویه حمله را دشوار می‌کند. هرگونه انحراف کوچک می‌تواند منجر به تغییرات بزرگ در شکل و پایداری حباب کاویتاسیون شود. در این مقاله یک طرح جدید کنترل تطبیقی پایدار بر مبنای تئوری لیاپانوف  با رویکرد مدل چندگانه برای سه شرایط کاری زیردریایی ارائه شده است. نتایج شبیه سازی نشان داده است که کنترل کننده پیشنهادی به دلیل قابلیت برخورد هدفمند با قیود و مقاوم بودن نسبت به اغتشاشات محیطی توانسته به خوبی از پس تغییرات شدید نیروی مقاوم برآید و مانع از بین رفتن حباب کاویتاسیون شود. به منظور تحلیل کمی، روش پیشنهادی با کنترل تطبیقی کلاسیک مقایسه شده است. عملکرد ردیابی مطلوب روش مدل چندگانه در مقایسه با کنترل تطبیقی مرسوم هم در شکل&lrm;های شبیه&lrm;سازی و هم در جدول مربوط به میانگین مربعات خطا واضح است. Supercavitating underwater vehicles move inside a large gas bubble that surrounds almost the entire hull, significantly reducing drag (hydrodynamic resistance). Due to the significant drag reduction, these submarines are capable of achieving very high speeds underwater, but they require careful design of the cavitator and control systems to maintain stability and maneuverability. The cavitator in the water environment faces variable currents and turbulence, which makes it difficult to accurately control the angle of attack. Any small deviation can lead to large changes in the shape and stability of the cavitation bubble. In this paper, a new stable adaptive control scheme based on Lyapunov theory with a multiple model approach is presented for three submarine operating conditions. Simulation results have shown that the proposed controller, due to its ability to deal with constraints in a targeted manner and being robust to environmental disturbances, was able to cope well with severe changes in the resistive force and prevent the cavitation bubble from disappearing.  For quantitative analysis, the proposed method is compared with classical adaptive control. The acceptable tracking performance of the multiple model method compared to conventional adaptive control is clear both in the simulation figures and in the table of mean square error. زیر دریایی سوپرکاویتاسیون,,کنترل تطبیقی,,مدل چندگانه,,زاویه حمله,,کاویتاتور Supercavitation submarine,adaptive control,,multiple models,,angle of attack,cavitator 124 136 http://marine-eng.ir/browse.php?a_code=A-10-1959-1&slc_lang=en&sid=1 Narjes Ahmadian نرجس احمدیان n.ahmadian@mazust.ac.ir 10031947532846006236 10031947532846006236 Yes Assistant Professor, Department of Electrical Engineering, University of Science and Technology of Mazandaran, P.O. Box 48518 - 78195, Behshahr, Iran دانشکده مهندسی برق، دانشگاه علم و فناوری مازندران، بهشهر، ایران