Концепция применения и моделирование морского автономного smart профилографа

от

Л.А. Краснодубец1,2

1 Севастопольский государственный университет, РФ, г. Севастополь, ул. Университетская, 33

2 Институт природно-технических систем,  РФ, г. Севастополь, ул. Ленина, 28

E—mail: lakrasno@gmail.com

DOI: 10.33075/2220-5861-2020-3-106-113

УДК 551.46:[681.2:004.31.2]

Реферат:

   Статья посвящена разработке технического обеспечения в части расширения измерительной базы и совершенствования морских профилографов для систем оперативных наблюдений в рамках нового и развивающегося научно-прикладного направления – оперативной океанографии. Представлена концепция применения морского автономного интеллектуального профилографа для оперативных измерений термохалинных параметров профиля стратифицированной океанской среды при существенном сокращении  времени на проведение эксперимента при помощи «умного» профилирования. При этом экономия времени достигается за счёт гибкого управления скоростными режимами вертикального движения морского автономного профилографа с регулируемой плавучестью. Малые скорости профилирования позволяют избежать существенных динамических искажений в измерениях, получаемых от инерционных датчиков. Однако в условиях однородной среды после выполнения измерений скорость профилографа может быть значительно увеличена. Задача smart профилографа – анализ свойств окружающей морской воды и выбор на этой основе скоростного режима профилирования, обеспечивающего допустимый уровень динамических искажений. Представлены результаты компьютерного моделирования предложенной smart структуры в среде Simulink & MATLAB на основе оригинальных математических моделей, составляющих её подсистем. Исследовался процесс «умного» профилирования в стадии перехода с крейсерского скоростного режима (быстрого) к рабочему скоростному режиму (медленному) и возврат к крейсерскому режиму в условиях стратификации вертикального профиля по плотности.

Ключевые слова: smart структура, морской профилограф, регулируемая плавучесть, адаптивный регулятор, система стабилизации скорости, «умное» профилирование, математическая модель, плотность морской воды, динамические измерения.

Полный текст в формате PDF

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. The acquisition, calibration and analysis of CTD data. UNESCO Technical Papers in Marine Science. 54. A report of SCOR Working Group 51, 1988. P. 94.
  2. Электронный ресурс URL: https://www.valeport.co.uk/Products/CTD-and-Multiparameter/CTD-Multiparameter-Details/ProductID/43 (дата обращения: 16.02.2020).
  3. Электронный ресурс URL: https://www.researchgate.net/publication/216028042_The_International_Thermodynamic Eqution_of_Seawater_2010_TEOS-10. (дата обращения: 16.02.2020).
  4. Электронный ресурс URL: http://www-argo.ucsd.edu/ (дата обращения: 16.02.2020).
  5. Yu L., Zhang S., Shang H. Design and research of Argo buoys in China // Marine Technology, 2005. 6. P. 121–129.
  6. Коротаев Г.К. Оперативная океанография – новая ветвь современной океанологической науки // Вестник Российской Академии Наук, 2018. Т. 88. № 7. С. 579–588.
  7. Akhras G. Smart Materials and Structures // Canadian Military Journal. Autumn, 2000. P. 25–31.
  8. Федоров К.Н. Тонкая термохалинная структура вод океана. Л. Гидрометеоиздат, 1976. 184 с.
  9. Электронный ресурс URL: http://www.aoml.noaa.gov/phod/argo/(дата обращения: 16.02.2020).
  10. Wang S., Jiang L., He J., Ai X., Tang X. Research of Buoy with Floating Movement. In: Yang D. (eds) Informatics in Control, Automation and Robotics. Lecture Notes in Electrical Engineering. Berlin. Springer, 2011. Vol. 133. P. 733–740.
  11. 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.
  12. Joyce. T.M. The WOCE Hydrographic Programme: A Status Report // WOCE Newsletter, 1988. № 6. Oct.
  13. Электронный ресурс URL: https://sea-birdscientific.com/sea-bird-electronics/(дата обращения: 16.02.2020).
  14. Wright D.G., Pawlowicz R., McDougall T.J., Feistel R., Marion G.M. Absolute Salinity, “Density Salinity” and the Reference-Composition Salinity Scale: present and future use in the seawater standard TEOS-10 // Ocean Sci., 2011. No 7. P. 1–26.
  15. Stewart Robert H. Introduction To Physical Oceanography. Independent Publishing Platform, 2014. 354 p.
  16. Joyce. T.M. Introduction To the Collection of Expert Reports Compiled for the WHP Programme // WHP Operations and Methods, 1991. July. P. 2–4.
  17. Krasnodubets L.A. Terminal Control in Sea Observation Systems with Mobile Platforms for Data Collection // Journal of Computer and Systems Sciences International, 2008. Vol. 47. № 2. P. 296–307.
  18. Smith Jon M. Mathematical Modeling and Digital Simulation for Engineers and Scientists. Wiley, 1987. May 12. 448 p.
  19. Краснодубец Л.А., Канов Л.Н. Мехатронная система управления плавучестью морского автономного профилографа // Системы контроля окружающей среды. 2019. Вып. 1 (35). С. 35–40.
  20. 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 (30). С. 8–15.

Loading