Проблема синтеза моделей механизма предвидения для экспертных систем, обеспечивающих безопасную эксплуатацию судна

• Автор: Юдин, Юрий Иванович
• Шифр специальности: 05.22.19
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Мурманск
• Количество страниц: 229 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

РАЗДЕЛ 1. ЦЕЛЕНАПРАВЛЕННЫЙ СИНТЕЗ МОДЕЛЕЙ

МЕХАНИЗМА ПРЕДВИДЕНИЯ ЭКСПЕРТНЫХ СИСТЕМ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ

ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ КЛЮЧЕВЫХ СУДОВЫХ ОПЕРАЦИЙ

. 1.1. Математические модели судна и пути их универсализации.

1.2. Особенности практической реализации моделей механизма предвидения в

экспертных системах, обеспечивающих безопасную эксплуатацию судна.

1.3. Методика бинарной декомпозиции универсальной математической модели судна. 1.4. Малопараметрические открытые по информации математические модели судна 1.5. Определение ограничений, накладываемых па параметры движения судна при

выполнении ключевых судовых операций

1.6. Методика целенаправленною синтеза моделей механизма предвидения для

экспертных систем, обеспечивающих безопасную эксплуатацию судна.
РАЗДЕЛ 2. ПАРАМЕТРИЧЕСКАЯ ИДЕНТИФИКАЦИЯ ЭЛЕМЕНТОВ
МОДЕЛЕЙ МЕХАНИЗМА ПРЕДВИДЕНИЯ ЭКСПЕРТНЫХ СИСТЕМ.
2.1. Точечная параметрическая идентификация элементов моделей механизма
предвидения экспертных систем.
2.2. Условия формирования базы данных для решения задачи
точечной идентификации
2.3. Интерватьная параметрическая идентификация элементов
моделей механизма предвидения экспертных систем.
2.4. Идентификация маневренных характеристик судна
по результатам натурных экспериментов.
2.5. Идентификация диараммь управляемости судна
по результатам трех установившихся циркуляций
РАЗДЕЛ. 3. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ КОНСЕРВАТИВНЫХ ПО ИНФОРМАЦИИ ЭЛЕМЕНТОВ
МЕХАНИЗМА ПРЕДВИДЕНИЯ ЭКСПЕРТНЫХ СИСТЕМ
3.1. Модели, определяющие зависимость динамических характеристик судна
от его геометрических параметров при данном варианте загрузки
3.2. Модель гидродинамических процессов в винторулевом комплексе судна
и его подруливающем устройстве
3.3. Модель влияния ветра на динамические характеристики судна
3.4. Модель влияния волнения на динамические характеристики судна.
3.5. Модель влияния мелководья на динамические характеристики судна.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


В частности, при проведении модельных экспериментов с учетом реальных условий плавания сюда могут войти составляющие аэродинамической силы Рау и аэродинамический момент Ма, дополнительное сопротивление боковая сила и момент рыскания Мы действующие на судно при его движении на волнении, а также дополнительное сопротивление При движении на мелководье Км. Дальнейшее повышение универсальности модели маневрирующего судна по отношению к уравнениям (1. Поэтому с учетом особенностей определения гидродинамических характеристик корпуса может быть составлена универсальная модель маневрирующего судна и, следовательно, разработан универсальная модель механизм предвидения экспертной системы. А,ц)— cos р - (т + А,ц)—и sin р + (т + Х)исо sin р - А. Xzd— sinp-(m +>-) — ucosP+(w + A-i 1)1x0 cos p+tag— =Fy (1. Я.2б(— sin P + U — COS p - UCO COS p)- (X- Xn)u2sin Pcosp=M. Одним из последних предложений по универсализации математической модели движения маневрирующего судна можно считать предложение по расширению динамической модели (1. В математических моделях, представленных в указанных работах, универсальное описание состояния маневрирующего судна представляет собой объединенное описание двух независимых состояний - состояния траектории и состояния движения по ней. Если использовать безразмерную форму для сил вязкостной природы, действующих на корпус судна, а также для сил, генерируемых средствами управления, то, используя, например, результаты работы [], можно представить универсальную математическую модель движения маневрирующего судна. C*0,5pO|2S„ + CxaO,Spax>^Sa + ? BmuAl + >. X.? O+ C,*0,Spots’. Cya0,5pax>2Sa + ? Z),3(u2ei + л,2 Я,2) + Л/*]; d9/d/ = со; d^/d/ = о cosv; drj/d/ = u sinv, где i)xyvy, со,ф, rij є X - параметры траєкторного движения состояния судна, а функции Cx*(Qi, аь Яф/Г), Cky(Qи аь Яф/7), С,г(Хс, аг, Р), Суг (Хс, аг, Р), С*а(ф*) могут быть найдены с использованием линейной интерполяции по специально рассчитанным таблицам []. В системе (1. D и Я - диаметр и шаг гребного винта соответственно. Угд* vci = i)|(cos aki / cos а,) фДаи,у*); aki = -arctg [(вд + coxr/)/(i)xl - соуп)], где аki - геометрический угол дрейфа относительно воды в районе расположения /-го элемента ДРК; ге„ фГ1- - кинематические коэффициенты взаимодействия ДРК с корпусом судна, учитывающие влияние корпуса на местный угол дрейфа и скорость набегающего на ДРК потока. При криволинейном движении судна в условиях ветра угол натекания на судно воздушного потока (рк постоянно меняется. Этот угол В. Ф* = а + arctg [(ва sin %)/(ьа cos % + в)], где ва - абсолютная скорость ветра относительно земли; х ~ угол курса судна по отношению к абсолютному направлению ветра. При расчете траектории движения судна в условиях сложного фарватера в системе (1. Первая определяет модуль вектора скорости течения х>т в функции координат пространства, вторая -угол (рт, соответствующий направлению вектора скорости течения в системе координат, связанной с землей, третья - относительную глубину фарватера Нф/Т в тех же точках пространства. В промежуточных точках сетки эти величины могут быть определены путем линейной интерполяции. При таком способе задания параметров, от которых зависят функций в правой части дифференциальных уравнений, система (1. Введенная структура (1. Гак, переход от описания (1. J структуры (1. В то же время переход от системы дифференциальных уравнений (1. У, так и с расширением элементарного множества структуры (1. Введение в элементное множество Уо аддитивно и мультипликативно флуктуирующих объектов среды является одним из обязательных условий, при которых осуществляется практическая реализация прогнозирующих алгоритмов и, соответственно, модели механизма предвидения экспертной системы, обеспечивающей безопасную эксплуатацию судна. Элементы преобразования структуры, приводящие к универсализации модели механизма предвидения (1. Так, широта охвата процесса (1. С одной стороны, структурная избыточность и структурная изменчивость прогнозирующего алгоритма действительно могут привести к универсальности модели механизма предвидения экспертной системы, оценивающей безопасность выполнения класса ключевых судовых операций, однако, с другой стороны, они способны затруднить практическую реализуемость и практическое использование модели механизма предвидения.