Построение математических моделей судовых комплексов на примере комплекса "судно-трал" с использованием методов планирования активного эксперимента

• Автор: Солодов, Владимир Сергеевич
• Шифр специальности: 05.22.19
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Мурманск
• Количество страниц: 174 с. : ил.

Глава 1. Анализ современного состояния идентификации комплекса « судно - трал». Описание методов планирования активного эксперимента для идентификации судового комплекса
1.1. Современное состояние аналитических и экспериментальных исследований комплекса «судно - трал»

1.2. Основные этапы и принципы планирования активного экспе-• римента

1.21. Выбор факторного пространства и кодирование переменных

1.2.2. Регрессионный анализ математической модели

1.2.3. Выбор оптимальных планов для исследования СК

1.3. Планы эксперимента для построения линейных и неполных квадратичных моделей

1.4. Планы экспериментов для построения квадратичных моделей Выводы к главе

Глава 2. Планирование эксперимента для обработки априорной информации

2.1. Особенности использования МПАЭ для обработки априорной информации

2.2. Примеры построения математических моделей по априорной информации

2.3. Преобразование полиномиальной модели Выводы к главе
Глава 3. Построение математических моделей по натурным испы-ш таниям судна в режиме свободного хода
3.1. Построение линейной модели судна
3 2. Планирование эксперимента для построения квадратичных полиномов
3.2.1. Ортогональный центральный композиционный план второго порядка.

3.2.2. Использование несимметричного плана эксперимента для построения моделей судна в режиме свободного хода
Выводы к главе 3
Глава 4. Построение математической модели комплекса «судно -трал» по результатам натурного эксперимента
4.1. Особенности комплекса "судно - трал" как объекта испытаний
4.2. Обработки результатов испытаний
4.3. Построение математической модели ваерной (траловой) лебёдки
4.4. Методы оптимизации параметров элементов комплекса в динамическом режиме работы
4.4.1. Описание метода последовательного симплексного планирования
4.4.2. Применение последовательного симплексного планирования
для поиска оптимальных параметров настройки авторулевого
Выводы к главе 4
Заключение
Библиографический список использованной литературы
Приложения
Из множества задач, решаемых судоводителем при управлении судном, являются задачи повышения эффективности работы энергетических установок, улучшения их экономических показателей, повышения надёжности работы и увеличения срока службы, снижения аварийности, более полного и рационального использования мощности в различных режимах работы
При неудачном выборе режима работы гребной установки перерасход топлива на работу главного двигателя может достигать 50 % по с равнению с минимальным расходом [75,76].
В связи с развитием глубоководного прицельного пелагического лова скоростных пород рыб наиболее остро встал вопрос повышения эффективности работы рыболовных траулеров, рационального использования энергетических возможностей промысловых судов, выбора орудий лова, обеспечивающих необходимые скорости траления при номинальной загрузке главного двигателя и траловых лебедок.
Судоводителю-промысловику, которому предстоит с наименьшими затратами и в кратчайший срок найти, оценить и успешно обловить пелагическим тралом рыбный косяк или сравнительно небольшие скопления необходимо, наблюдая обстановку, сделать правильные выводы, принять оптимальное решение и выполнить его быстро, точно и безопасно [96].
При проведении прицельного лова судоводителю-промысловику необходимо решать ряд конкретных задач, связанных с наведением трала на рыбные скопления. Необходимо определять вид и величину управляющего воздействия на трал, чтобы при заданной скорости движения судна трал шел на заданной глубине, учитывать, достаточна ли будет при этом мощность энергетической установки, каково должно быть положение рукоятки управления главным двигателем и ВРШ. Судоводитель должен решать вопрос, можно ли с помощью ваерной (траловой) лебедки или увеличением скорости судна поднять трал на новую глубину, не рискуя перегрузить траловую лебедку, главный двигатель или посадить трал на грунт.
Решение этих задач требует совместного анализа тягово-скоростных характеристик судна, трала и траловой лебедки, составляющих единый судовой комплекс "судно - трал", наличия и быстрой переработки большого количества

Таблица 2
План и расчётная матрица эксперимента 5x5 для определения времени
запаздывания трала

Номер опыта План Резуль- тат Расчетная матрица
и V* /зап Ьв • / V«,-/ 4-/ -1
1 -1 -1 2,8 -2,8 -2,8 2,8 2,8 2,8
2 -1 -0,5 2,5 -2,5 -0,5x2,5 2,5 0,25x2,5 0,5x2,5
3 -1 0 2,2 -2,2 0 2,2 0
4 -1 +0,5 2,0 -2,0 0,5x2,0 2,0 0,25x2,0 -0,5x2,0
5 -1 +1 1,8 -1,8 1,8 1,8 1,8 -1,8
6 -0,5 -1 3,7 -0,5x3,7 -3,7 0,25x3,7 3,7 0,5x3,7
7 -0,5 -0,5 3,3 -0,5x3,3 -0,5x3,3 0,25x3,3 0,25x3,3 0,25x3,3
8 -0,5 0 3,0 -0,5x3,0 0 0,25x3,0 0
9 -0,5 +0,5 2,7 -0,5x2,7 0,5x2,7 0,25x2,7 0,25x2,7 -0,25x2,7
10 -0,5 +1 2,4 -0,5x2,4 2,4 0,25x2,4 2,4 -0,5x2,4
11 0 -1 4,7 0 -4,7 0 4,7
12 0 -0,5 4,1 0 -0,5x4,1 0 0,25x4,1
13 0 0 3,7 0 0 0 0
14 0 +0,5 3,4 0 0,5x3,4 0 0,25x3,4
15 0 +1 3,0 0 3,0 0 3,0
16 +0,5 -1 5,7 +0,5x5,7 -5,7 0,25x5,7 5,7 -0,5x5,7
17 +0,5 -0,5 5,0 +0,5x5,0 -0,5x5,0 0,25x5,0 0,25x5,0 -0,25x5,0
18 +0,5 0 4,4 +0,5x4,4 0 0,25x4,4 0
19 +0,5 +0,5 4,0 +0,5x4,0 0,5x4,0 0,25x4,0 0,25x4,0 0,25x4,0
20 +0,5 +1 3,7 +0,5x3,7 3,7 0,25x3,7 3,7 0,5x3,7
21 +1 -1 6,6 6,6 -6,6 6,6 6,6 -6,6
22 +1 -0,5 5,8 5,8 -0,5x5,8 5,8 0,25x5,8 -0,5x5,8
23 +1 0 5,2 5,2 0 5,2 0
24 +1 +0,5 4,7 4,7 0,5x4,7 4,7 0,25x4,7 0,5x4,7
25 +1 +1 4,3 4,3 4,3 4,3 4,3 4,3
Запаздывание трала от траловых досок зависит от длины кабелей и скорости судна и вычисляется по формуле

/,•60
(2 8)
V, • 1852