Л.А. Краснодубец1,2
1 ФГАОУ ВО «Севастопольский государственный университет» г. Севастополь, ул. Университетская, 33
2 Институт природно-технических систем, г. Севастополь, ул. Ленина, 28
E—mail: lakrasno@gmail.com
DOI: 10.33075/2220-5861-2018-4-43-47
УДК 519.218.82
Реферат:
Предложен подход к усовершенствованию разработанного автором метода определения вертикального профиля плотности воды с помощью автономного морского зонда – профилографа, совершающего движение (погружение) в вертикальной плоскости в морской среде с горизонтальной стратификацией под действием гравитации и выталкивающей силы, а также сил, оказывающих сопротивление этому движению. При этом искомый профиль формируется бортовым компьютером в виде функции глубины по данным измерений траекторных параметров движения зонда, получаемых от его бортовой навигационной системы. Суть предложения заключается в дополнительной обработке данных измерений с целью минимизации квадрата отклонения нормированной энергии ускорения компьютерной модели процесса измерения от соответствующего показателя приборной системы, размещенной на подвижной платформе, в роли которой выступает корпусная часть профилографа. При этом вычисление плотности морской воды и ее приращения выполняется в условиях максимальной близости фазовых траекторий процесса измерений в приборной системе и фазовых траекторий соответствующей цифровой модели измерений. Получены основные математические соотношения для расчета параметров модели и алгоритма оптимизации, построенного на базе метода градиентного спуска. На этой основе построена информационная структура, обеспечивающая оптимальные динамические измерения вертикального профиля плотности морской воды. Верификация моделей и апробация предложенного метода проводились путем моделирования средствами системы научных и инженерных расчетов MATLAB & Simulink при различных скоростях движения в морской сильно стратифицированной среде автономного морского зонда. При этом использовалась специально разработанная модель стратифицированной по глубине водной среды, модель движения автономного ныряющего буя в этой среде и динамическая модель измерений плотности морской воды с учетом инерционных свойств применяемых датчиков ускорения и гидростатического давления.
Ключевые слова: автономный морской зонд, вертикальный профиль плотности, математическая модель, обратная задача динамики, локальная оптимизация, бортовая информационная система.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- Краснодубец Л.А., Забурдаев В.И., Альчаков В.В. Управление морскими буями профилемерами как метод повышения репрезентативности термохалинных измерений. Модели движения // Морской гидрофизический журнал. 2012. № 4. С. 69–79.
- Краснодубец Л.А. Метод определения вертикального профиля плотности морской воды на основе измерений параметров движения неуправляемого автономного зонда // Системы контроля окружающей среды. 2017. Вып. 10. С. 8–15.
- Крутько П.Д. Обратные задачи динамики в теории автоматического управления. М.: Машиностроение. 2004. 576 с.
- Сумин М.И. Метод регуляризации Тихонова для решения оптимизационных задач. Нижний Новгород: Нижнегородский университет. 2016. 35 с.
