Структура и алгоритмы двухуровневой системы управления движением скоростных судов

• Автор: Ле Тхань Тунг
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 127 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

СОКРАЩЕНИЯ И УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ

1. ИЕРАРХИЧЕСКАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНЕМ СКОРОСТНЫХ СУДОВ

1.1. Обоснование структуры иерархической системы управления движением скоростных судов.

1.2. Математические модели движения скоростных судов

1.3. Унифицированная математическая модель скоростных судов

Выводы по I главе.

2. СИНТЕЗ ЛОКАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ СКОРОСТНЫХ СУДОВ.

2.1. Математическая формулировка задачи синтеза

2.2. Непрямая квадратичная задача

2.3. Синтез системы стабилизации вертикального движения
СПК с глубокопогруженными крыльями
2.4. Синтез системы стабилизации СВП на заданной траектории
2.5. Сравнительная характеристика различных алгоритмов синтеза по заданным собственным частотам
Выводы по II главе.
3. ПРОТИВОАВАРИЙНОЕ УПРАВЛЕНИЕ СКОРОСТНЫМИ СУДАМИ
3.1. Сравнительный анализ алгоритмов аварийного управления движением скоростных судов.
3.2. Алгоритм управления движением скоростных судов в аварийных ситуациях с использованием нейронных сетей
3.3. Взаимодействие противоаварийной системы с локальными
системами
Выводы по 1П главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ПРИЛОЖЕНИЕ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Статистика показывает, что СВП в большей степени подвержены навигационным авариям. Случаи опрокидывания СВП составляют . СВП, тогда как случаев опрокидывания СПК не зарегистрировано. Одной из причин опрокидывания СВП является затягивание гибкого ограждения под корпус при больших углах дрейфа. Навигационные аварии возникают, как правило, в результате действия совокупности обстоятельств (факторов), различных по своему характеру: технических, организационных, психофизиологических, метеорологических и других. Практика показывает, что большинство навигационных аварий невозможно предотвратить при помощи конструктивных мероприятий, поэтому основным направлением повышения навигационной безопасности является создание или улучшение систем и средств автоматического управления судами. Большинство аварий второй группы можно предотвратить путем повышения надежности конструкции и использованного оборудования. То же самое можно сказать об авариях четвертой группы. Что касается первых двух видов можно определенно сказать, что создание и улучшение систем и средств автоматического управления судами играет не последнюю роль в обеспечении их безопасности. Применение новых способов управления позволяет предотвратить попадание судов в затруднительные ситуации, когда под действием внешних воздействий происходит разрушение конструктивных элементов корпуса или опрокидывание (положение лагом к волне, движение СВП с большим углом дрейфа, приводящее к зарыванию с последующим опрокидыванием). Анализируя данные причины можно отметить что, для предотвращения аварии данной группы наряду с повышением подготовленности личного состава, улучшением условия эксплуатации необходимо привести человеческого фактора к минимуму. Естественным путём выхода из сложившихся ситуаций является создание противоаварийной системы с применением вычислительной техники, способствующей вырабатывать сигналы управления практически мгновенно. СПК с глубокопогруженными крыльями) или слабодемпферная колебательность СВП, функционирование таких судов невозможно без локальной системы автоматической стабилизации даже в нормальных эксплуатационных условиях. Естественно, безопасность движения судов возможна лишь при координированной работе системы стабилизации и противо-аварийной системы. Таким образом, задача установки локальной и противоаварийной систем, а также координации их совместной работы является актуальной. Такая структура, повышая оперативность в принятии и отработке решений по управлению движением, повышает психофизиологическую нагрузку и утомляемости оператора - водителя, что влияет на безошибочность управления и, следовательно, на безопасность движения судов. В тоже время, известно, что авария может и происходить при сочетании параметров, каждый из которых не превышает своего предельного значения. Разработка структуры иерархической системы управления движением скоростных судов. Синтез локальных систем управления движением СПК и СВП. Разработка структуры противоаварийной системы с использованием многослойных нейронных сетей. Это определило содержание и структуру диссертации. В первой главе обосновывается общая структура иерархической системы управления. Рассматриваются математические модели и режимы движения скоростных судов. В результате предлагается двухуровневая структура системы управления движением, состоящей из локальных систем на исполнительном уровне и противоаварийной системы на стратегическом уровне. Вторая глава посвящена алгоритмам линейного синтеза локальных систем. Предлагается алгоритм непрямой квадратичной задачи. Проверка предлагаемого алгоритма на примерах синтеза систем стабилизации СПК в вертикальной плоскости и СВП на заданной траектории подтверждает его эффективность. В третьей главе осуществляется исследовательское проектирование противоаварийной системы. Обосновывается применение многослойных нейронных сетей в задаче определения области устойчивости движения. В итоге предлагается структура противоаварийной системы с использованием МНС. Данная глава завершается примером противоаварийного управления для СПК.