Simulación mejorada en tiempo real de actitud y trayectoria de ROV bajo corrientes oceánicas y perturbaciones de estela
Autores: Zhao, Yujing; Xu, Shipeng; Zheng, Xiaoben; Luo, Lisha; Xu, Boyan; Xiong, Chunru
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Simulación mejorada en tiempo real de actitud y trayectoria de ROV bajo corrientes oceánicas y perturbaciones de estela
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería de Sistemas
Palabras clave
Estudio
Vehículo submarino operado a distancia
Sistemas de simulación
Corrientes oceánicas
Simulación de trayectoria
Optimización
Robots submarinos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio se centra en el vehículo submarino operado a distancia (ROV) y aborda cuestiones clave en los sistemas de simulación existentes, como la negligencia de la influencia de las corrientes oceánicas en la trayectoria del ROV o la simulación únicamente del impacto de las corrientes oceánicas en lugar de combinar el flujo de estela y las corrientes oceánicas. Además, las capacidades de visualización de los sistemas de simulación actuales aún tienen margen de mejora. Este artículo desarrolla un sistema de simulación de trayectoria tridimensional para robots de inspección oceánica para abordar estos desafíos basado en MATLAB y Simulink. El sistema optimiza la matriz de arrastre del modelo de simulación original al descomponer la corriente marina en tres componentes direccionales en el espacio tridimensional y simular la velocidad relativa en cada dirección por separado; introduce la influencia de la estela de la corriente, logrando así una simulación más precisa de la trayectoria del ROV bajo la perturbación de la corriente. Los resultados experimentales demuestran una alta consistencia entre los resultados de simulación del modelo optimizado y las expectativas teóricas. El sistema propuesto mejora significativamente la estabilidad y consistencia de la evolución de la trayectoria, en comparación con los modelos tradicionales. Los hallazgos de este estudio indican que el sistema de simulación optimizado propuesto no solo verifica de manera efectiva la aplicabilidad de los algoritmos de control, sino que también proporciona un soporte de datos confiable para el diseño y optimización de ROV. Además, sienta una base sólida para el desarrollo futuro de robots submarinos inteligentes basados en la tecnología de Internet de las cosas (IoT).
Descripción
Este estudio se centra en el vehículo submarino operado a distancia (ROV) y aborda cuestiones clave en los sistemas de simulación existentes, como la negligencia de la influencia de las corrientes oceánicas en la trayectoria del ROV o la simulación únicamente del impacto de las corrientes oceánicas en lugar de combinar el flujo de estela y las corrientes oceánicas. Además, las capacidades de visualización de los sistemas de simulación actuales aún tienen margen de mejora. Este artículo desarrolla un sistema de simulación de trayectoria tridimensional para robots de inspección oceánica para abordar estos desafíos basado en MATLAB y Simulink. El sistema optimiza la matriz de arrastre del modelo de simulación original al descomponer la corriente marina en tres componentes direccionales en el espacio tridimensional y simular la velocidad relativa en cada dirección por separado; introduce la influencia de la estela de la corriente, logrando así una simulación más precisa de la trayectoria del ROV bajo la perturbación de la corriente. Los resultados experimentales demuestran una alta consistencia entre los resultados de simulación del modelo optimizado y las expectativas teóricas. El sistema propuesto mejora significativamente la estabilidad y consistencia de la evolución de la trayectoria, en comparación con los modelos tradicionales. Los hallazgos de este estudio indican que el sistema de simulación optimizado propuesto no solo verifica de manera efectiva la aplicabilidad de los algoritmos de control, sino que también proporciona un soporte de datos confiable para el diseño y optimización de ROV. Además, sienta una base sólida para el desarrollo futuro de robots submarinos inteligentes basados en la tecnología de Internet de las cosas (IoT).