Керування сумісним рухом резервуара із рідиною на основі компенсації силового відгуку рідини
DOI:
https://doi.org/10.20535/0203-3771382019202960Ключові слова:
силове навантаження, резервуар з рідиною, задача нелінійної динаміки, схема керуванняАнотація
Розглядається сумісна задача нелінійної динаміки циліндричного резервуару з рідиною під дією неперіодичного силового навантаження у вигляді одного чи двох періодів синусоїди на дорезонансній частоті. Висока розмірність системи і її нелінійність не дозволяють застосувати загальноприйняті математичні методи дослідження задач керування рухом. В той же час задачі високоточного маневрування конструкцій з рідиною є важливими в сучасній техніці. Пропонується схема керування основана на використанні інформації про силову взаємодію рідини із стінками резервуара, яка одержується в рамках методу дослідження задачі, який ґрунтується на варіаційному принципі Гамільтона-Остроградського. При такому підході вдається побудувати математичну модель сумісного руху конструкції з рідиною, грунтуючись на аналітичних методах математичної фізики, варіаційних і асимптотичних методах механіки. Запропонована модель є моделлю мінімальної розмірності (її розмірність дорівнює кількості ступенів вільності системи), що створює передумови для її успішної чисельної реалізації. Ця модель пройшла перевірку для перехідних і усталених режимів руху конструкцій з рідиною при поступальному та кутовому русі конструкції. Тестування моделі показало добру якісну узгодженість результатів з відомими результатами експериментальних досліджень. Специфікою методів розв’язання задач при використанні варіаційного принципу Гамільтона-Остроградського є можливість одержання сил взаємодії рідини і резервуара (силового відгуку рідини) як наслідку техніки варіювання. Використовуючи цю інформацію про силову взаємодію конструкції з рідиною аналізується алгоритм керування рухом, оснований на принципі компенсації силового відгуку рідини. Запропонований алгоритм дозволив побудувати керування, яке виключає вплив рухомості рідини на рух твердого тіла, що є вкрай важливим для високоточного виконання програмних рухів конструкцій з рідиною. Таке керування не є оптимальним, проте дозволяє для нелінійної і відносно високо розмірної задачі ефективно одержати бажані результати. На прикладі збудження руху системи одним чи двома періодами дії гармонічних сил показано ефективність методики.Посилання
Микишев Г. Н. Динамика твердого тела с полостями, частично запол-ненными жидкостью / Г. Н. Микишев, Б. И. Рабинович // М.: Машиностроение, 1968. – 532 с.
Лимарченко О. С. Динамика вращающихся конструкций с жидкостью / О. С. Лимарченко, Дж. Матараццо, В. В. Ясинский // Киев: «Гнозис». – 2002. – 304 с.
Черноусько Ф. Л. Методы управления нелинейными механическими системами / Ф. Л. Черноусько, И. М. Ананьевский, С. А. Решмин // М.: Физматлит. – 2006. – 328 с.
Формальский А. М. Управление движением неустойчивых объектов / А. М. Формальский // М.: Физматлит, 2013. – 232 с.
Dickmanns E. D. Dynamic vision for perception and control of motion / E.D. Dickmanns // London: Springer-Verlag Limited, 2007. – 474 p.
Константинов А. В. Динамические приемы гашения колебаний в си-стеме «конструкция – жидкость со свободной поверхностью» / А. В. Константинов, О. С. Лимарченко, В. В. Лукьянчук, А. А. Нефедов // Прикладная механика, – 2018, – том. 55, – № 1, – С. 64–77.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2019 Механіка гіроскопічних систем
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії CC BY-NC-ND , котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
