Разработка адаптивных алгоритмов работы интеллектуального авторулевого, использующих динамические особенности неустойчивых на курсе судов

• Автор: Сатаев, Валерий Вячеславович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 144 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

Глава I. МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИАМИКИ ВОДОИЗМЕЩАЩИХ СУДОВ.

1.1 Выбор математической модели движения водоизмещшощего судна.

1.2 Нелинейные эффекты фазового пятна и сепаратрисы и их влияние на динамику неустойчивого водоизмещающего судна.

1.3 Выбор тестовых моделей судов для проверки качества алгоритмов управления.

1.3 Выводы по главе I.

Глава И. КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ ОЦЕНКИ НЕЛИНЕЙНЫХ ЭФФЕКТОВ СЕПАРАТРИСЫ И ФАЗОВОГО ПЯТНА.

2.1 Оценка влияния основных параметров судна и управления на

проявление эффекта фазового пятна.

2.2 Оценка основных факторов, влияющих на качество управления

в режиме стабилизации курса судна при использовании эффекта сепаратрисы.
2.3 Выводы по главе П.
Глава III. РАЗРАБОТКА АДАПТИВНОГО АЛГОРИТМА ПЕРЕВОДА НЕУСТОЙЧИВОГО ВОДОИЗМЕЩАЮЩЕГО СУДНА НА ЗАДАННЫЙ КУРС.
3.1. Анализ основных алгоритмов автоматического перевода водоизмещающего судна на заданный курс.
3.2. Адаптивный алгоритм перевода неустойчивого водоизмещающего судна на заданный курс.
3.3. Блоксхема работы адаптивного алгоритма.
3.4. Осциллограммы работы различных алгоритмов перевода судна
на новый курс.
3.5. Выводы по главе III.
Глава IV. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ УПРАВЛЕНИЯ И НАСТРОЙКИ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ И ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ, ВХОДЯЩИХ В СОСТАВ АВТОРУЛЕВОГО.
4.1. Адаптивный широтноимпульсный алгоритм управления руле
вой машиной релейноконтакторного типа.
4.2. Алгоритм автоматической градуировки устройства измерения угла поворота руля.
4.3. Цифровая фильтрация сигнала датчика угловой скорости
судна.
4.4. Оценка экономической эффективности управления адаптивным алгоритмам, использующим динамические особенности неустойчивых на курсе судов.
4.5. Выводы по главе IV.
Заключение
Список литературы


Всероссийской молодежной научно-технической конференции «Приборостроение в аэрокосмической технике», посвященной Дню Космонавтики и -летию кафедры «Авиационные приборы и устройства» (г. Арзамас, апрель г. XII Международной конференции «роблемы теоретической кибернетики» (г. Новгород, май г. Международной конференции по проблемам управления, посвященной -летию Института проблем управления РАН (г. Москва, июнь-июль г. V Международной конференции «Нелинейные колебания механических систем», посвященной 5-летию Российской академии наук (г. Нижний Новгород, сентябрь г. II Всероссийской научно-технической конференции «Компьютерные технологии в науке, проектировании и производстве» (г. Нижний Новгород, февраль г. Международном семинаре «Нелинейное моделирование и управление» (г. Самара, июнь г. II Всероссийской научно-технической конференции «Информационные технологии в науке, проектировании и производстве» (г. Нижний Новгород, октябрь г. Волжской Государственной Академии Водного Транспорта (г. Нижний Новгород, ноябрь г. Адаптивный алгоритм автоматического перевода неустойчивого водо-измещающего судна на новый курс. Алгоритм автоматической градуировки устройства измерения уї ла поворота руля. Адаптивный широтно-импульсный алгоритм управления релейным рулевым приводом. Глава I. СУДОВ. Для теоретического исследования динамики объекта, а также для исследования эффективности управляющих алгоритмов необходимо иметь математическую модель объекта. Основным требованием, предъявляемым к математической модели, является адекватность описываемого движения действительному движению объекта. Однако, в некоторых случаях, полная математическая модель, представленная в виде системы дифференциальных уравнений, достаточно сложна для использования при теоретических расчетах, поэтому её максимально упрощают, то есть рационально исключают из неё те факторы, которые для данного вида движения могут рассматриваться как несущественные. Выбор математической модели движения водоизмещающего судна. Криволинейное движение водоизмещающего судна обладает шестью степенями свободы, однако при решении задач управляемости водоизме-щающих судов крен, ходовой дифферент и качка судна во внимание не принимаются. Общепринятым в теории управляемости судов является представление движения судна только в горизонтальной плоскости. В настоящее время в литературе различными авторами предлагается ряд математических моделей водоизмещающих судов [, , , 8]. Эти модели структурно отличаются числом введенных нелинейностей, а также методиками расчета коэффициентов. В общем виде математическая модель движения судна учитывает все силы, действующие на подводную и надводную части корпуса судна и движительно-рулевой комплекс (ДРК) при произвольном движении. Согласно [], в размерном виде математическая модель представляет собой систему уравнений (1. Те, - силы, развиваемые движителем, Хк, Ук - силы, действующие на средства управления, Ма, Ха, Уа - аэродинамические силы и момент, Мг, Хг, У,- - гидродинамические силы и момент, ш - масса судна, - момент инерции судна относительно оси Ог, Лц, Х ~ присоединенные массы жидкости в направлении осей Ох и Оу, 2ь ~ присоединенный статический момент ЖИДКОСТИ относительно ОСИ , Х. ЖИДКОСТИ относительно ОСИ . О) - момент на валу движителя, П| частота вращения движителя, V - скорость судна, 1К( - отстояние ^го ДРК от ЦТ судна, К; - скорость перекладки средств управления 1-го ДРК, 5; -угол перекладки руля, Мдв - момент развиваемый двигателем. Здесь номер ДРК в том случае, если общее их число на судне т>. Рассмотрим наиболее распространенные упрощенные модели судов, которыми пользуются при описании динамики поворота судна. Поскольку изменение скорости хода в процессе маневра маю влияет на элементы движения (угол дрейфа и кривизну траектории), то можно сделать допущение, ЧТО У=СОП. С учетом допущения постоянства скорости хода, в условиях тихой воды и безветрия систему нелинейных уравнений (1. В линеаризованном относительно точки р=со=0 виде уравнение (1. Л " (1. СІСО .