طراحی و پیاده سازی شبیه ساز محیطی عمق برای آزمایشگاه سخت افزار در حلقه رونده خودکار زیرآبی

نوع مقاله : مقاله برق

نویسندگان

1 پژوهشگر، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، پژوهشکده علوم و فناوری شمال

2 پژوهشگر/ دانشگاه صنعتی مالک اشتر پژوهشکده علوم و فناوری شمال

10.22075/jme.2021.22259.2022

چکیده

توانایی‌های بالقوه رونده‌های زیرآبی خودگردان در مقایسه با ابزارهای سنتی، منجر به افزایش توجه به آنها در حوزه‌های گوناگون تجاری، نظامی و تحقیقاتی شده است. ساخت و توسعه یک نمونه عملیاتی قابل اطمینان در حوزه دریایی نیاز به طراحی یک سامانه کامل و گران‌قیمت آزمایشگاه دریایی دارد، تا با استفاده از آن بتوان عملکرد سامانه یکپارچه و زیرسامانه‌های آن را مورد ارزیابی و اعتبارسنجی قرار داد. مدل-سازی می‌تواند یک ابزار مقرون به صرفه برای انجام آزمایشات به منظور تایید و تصدیق عملکرد سخت‌افزار و نرم‌افزار، اجرای ماموریت و در نتیجه کاهش خطاهای بالقوه در ماموریت‌های دریایی باشد. این اهداف از طریق یک شبیه‌سازی نسبتا دقیق دینامیکی و مدل‌سازی تجهیزات و شرایط محیطی در قالب آزمایشگاه سخت‌افزار در حلقه قابل دستیابی است. هدف این مقاله مدل‌سازی زمان حقیقی و ساخت شبیه‌ساز محیطی عمق مبتنی بر فیزیک یک رونده زیرآبی خودگردان برای تجهیز آزمایشگاه سخت‌افزار در حلقه است. صحت‌سنجی عملکرد مکانیزم شبیه‌ساز محیطی عمق در بستر دینامیک شش درجه آزادی یک رونده زیرآبی خودگردان بصورت بلادرنگ انجام پذیرفته است. نتایج بیانگر تطبیق خروجی مکانیزم شبیه‌ساز محیطی عمق با عمق اندازه‌گیری شده از آزمایش‌ میدانی در دریا و عدم وجود تاخیر و بایاس بین سیگنال واقعی و شبیه‌سازی شده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Design and Implementation of depth environmental simulator for hardware in the loop laboratory of Autonomous Underwater Vehicle

نویسندگان [English]

  • seyed vahid zia 1
  • javad babei 2
  • gholamreza nadalinia chari 2
  • meysam alizadeh 1
1 1. Master of Guidance and Control, North Institute of Science & Technology, Malek ashtar University of Technology, Iran
2 2. Master of Manufacturing, North Institute of Science & Technology, Malek ashtar University of Technology
چکیده [English]

The potential capabilities of Autonomous Underwater Vehicle (AUV) compared to traditional tools and equipment have led to increased attention and use of underwater vehicles in various commercial, military, and research fields. The manufacture and development of an offshore operational platform require the design of a complete and expensive system of a maritime laboratory in order for evaluating and validating the characteristics and performance of the integrated system and its subsystems. Modeling can be a cost-effective tool for conducting tests, verifying and certifying components and performance of hardware and software, performing missions, and thus reducing potential errors in marine tests and missions. These goals can be achieved through a relatively accurate dynamic simulation and modeling of equipment and environmental conditions inside the hardware in the loop (HIL) laboratory. The purpose of this paper is to provide real-time modeling and implement a physics-based depth environmental simulator for an AUV to equip the HIL laboratory. Validation of the performance of the depth environmental simulator in the dynamic bed of six degrees of freedom of an Autonomous Underwater Vehicle crawler has been done in real-time. The results indicate that the output of the depth environmental mechanism matches the measured depth of the field experiment at sea and there is no delay and bias between the real and simulated signal.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Hardware in the loop laboratory
  • Autonomous Underwater Vehicle
  • Depth environmental simulator
  • Real time simulation
  • Two State Controller