Разработка алгоритмов и комплекса программ для моделирования нерегулярного морского волнения

• Автор: Гладких, Екатерина Анатольевна
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Ульяновск
• Количество страниц: 141 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. МОДЕЛИ И МЕТОДЫ МАТЕМАТИЧЕСКОГО ОПИСАНИЯ МОРСКОГО ВОЛНЕНИЯ И ЕГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА МПО.

1.1. Моделирование случайных процессов.

1.1.1. Основные принципы моделирования.

1.1.2. Методы моделирования стационарных СП с заданными вероятностными свойствами.

1.1.3. Сравнение методов моделирования стационарных СП с заданными корреляционными свойствами

1.2. Случайный процесс морского волнения.

1.2.1. Регулярное волнение.

1.2.2. Нерегулярное волнение.

1.2.3. Спектры и КФ нерегулярного волнения.
1.3. Расчет сил и моментов при волнении
1.4. Выводы
Глава 2. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА ИМИТАЦИИ ВОЛНОВОГО . ВОЗДЕЙСТВИЯ
2.1. Постановка задачи.
2.2. Алгоритмы авторегрессионной имитации морского волнения заданной балльности с аппроксимацией рекомендованного спектра.
2.2.1. Дискретный фильтр второго порядка.
2.2.2. Имитация волнения на основе дискретного фильтра 2го порядка
2.2.3. Аппроксимация спектра МКОБ дробнорациональным спектром процесса авторегрессии скользящего среднего.
2.2.4. Повышение качества аппроксимации спектра МКОБ в области низких частот.
2.2.5. Интерполяция на дробные значения балльности.
2.2.6. Примеры реализации процесса волнения
2.2.7. Улучшение аппроксимации за счет повышения порядка АРСС
2.2.8. Кажущийся спектр и его моделирование.
2.2.9. Синтез алгоритма имитации морског о волнения с помощью АРСС.
2.3. Статистическая проверка соответствия спектра имитирующего процесса его расчетному спектру и рекомендованному спектру МКОБ.
2.3.1. Критерий проверки гипотезы о КФ стационарного СП
2.3.2. Применение критерия для АР процесса.
2.3.3. Применение критерия для проверки гипотезы о КФ модели морского волнения
2.4. Трехмерная модель волнения
2.5. Силы и моменты, действующие на ГПО.
2.6. Выводы.
Глава 3. ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС САУД МПО И ИНТЕГРАЦИЯ ИМИТАТОРА ВОЛНЕНИЯ
3.1. Постановка задачи
3.2. Математическая модель движения МПО.
3.3. Особенности построения архитектуры программного комплекса САУД объекта управления
3.3.1. Блок имитации движения объекта управления
3.3.2. Блок имитации управляющих устройств.
3.3.3.Блок имитации внешних воздействий.
3.3.4. Блок имитации навигационного комплекса.
3.3.5. Блок САУД
3.3.6. Блок распределения упоров
3.4. Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
Список литературы


Полученная имитация волновой ординаты дает возможность адекватного математического моделирования текущих сил и моментов волнового воздействия на МГІО в системах моделирования САУД. Предложен новый критерий для проверки гипотез о виде ковариационной функции или спектра стационарного СП. Для комплекса программ, моделирующего САУД МПО, разработан и интегрирован блок имитации волнового воздействия при любых (в том числе, дробных) значениях балльности волнения. Разработанный комплекс программ для моделирования морского волнения и вызываемых им сил и моментов, действующих на корпус МПО, позволяет учитывать эти воздействия в моделируемых САУД в режиме реального времени. Это даёт возможность разработчикам правильно оценивать работу проектируемых САУД в условиях морского волнения. Результаты диссертационной работы внедрены в практику производственной деятельности ФНПЦ ОАО «НПО «Марс» (г. Ульяновск) при создании программного обеспечения изделия «Диез», интегрированных мостиковых систем и интегрированных систем управления движением. Использование результатов работы подтверждено соответствующим актом, находящимся в приложении к диссертационной работе. Достоверность результатов, представленных в диссертации, обеспечивается корректностью применения математического аппарата и подтверждается близостью теоретических расчетов и результатов моделирования, полученных на ЭВМ. Москва, , ) и на ежегодных научно-технических конференциях Ульяновского государственного технического университета ( - гг. По теме диссертации опубликовано работ, в том числе, 6 статей, 1 из которых в издании из перечня ВАК, 3 работы в трудах Всероссийских научных сессий и материалах международной конференции и патент РФ на полезную модель № 6 от г. Некоторые результаты исследования отражены в отчете по х/д НИР № 6-/ «Математическое обеспечение процессов управления совместным движением морских комплексов». Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, библиографического списка литературы, включающего 9 наименований, и двух приложений. Общий объем диссертации составляет 1 страницу. В первой главе дан обзор и проведен сравнительный анализ известных методов моделирования стационарных СГ1 с заданными вероятностными характеристиками. Рассмотрены основные подходы к моделированию СП морского волнения, приведены его вероятностные характеристики. Во второй главе решается задача разработки алгоритма моделирования волновых возмущений, достаточно точно аппроксимирующих рекомендованные энергетические спектры МКОБ в экспоненциальной форме, приводится расчет сил и моментов, действующих на корпус МПО, предлагается критерий проверки гипотез о теоретическом виде КФ и спектра СП. В третьей главе описывается комплекс программ, имитирующий работу САУД МПО, блок имитации волнового воздействия, его интеграция в состав данного комплекса и некоторые результаты испытаний этого комплекса. В заключении приведены основные результаты и выводы по работе. Применение этих результатов на этапе проектирования САУД МПО позволяет с высокой точностью учитывать уровень воздействия нерегулярного морского волнения, что в итоге повышает эффективность проектирования САУД МПО и других объектов морского базирования. В приложениях представлены результаты работы ПК САУД МПО с интегрированным блоком имитации морского волнения, табличные величины, необходимые для вычисления постоянных составляющий волнового воздействия, а также акт внедрения результатов диссертации. Глава 1. В частности, актуальна задача анализа воздействия морского волнения на корпус МПО. Морское волнение представляет собой сложный СП, вероятностные характеристики которого изучены экспериментальным путем. В данной главе в разделе 1. СП с заданными вероятностными характеристиками, такими как КФ или спектральная плотность мощности процесса. В разделе 1. СГ1 морского волнения. Приводятся вероятностные характеристики этого процесса, а именно КФ и спектры, рекомендованные по результатам экспериментальных исследований -ой МКОБ года. В разделе 1. МПО в условиях морского волнения заданной балльности. В разделе 1.