Системы управления и тренажерные комплексы морских подвижных объектов изучения и освоения Мирового океана

• Автор: Нечаев, Виктор Анатольевич
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 490 с. : ил.

МОРДОВСКИЙ ОРДЕНА ДРУЖБЫ НАРОДОВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени Н. П. ОГАРЕВА
СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ И ТРЕНАЖЕРНЫЕ КОМПЛЕКСЫ МОРСКИХ ПОДВИЖНЫХ ОБЪЕКТОВ ИЗУЧЕНИЯ И ОСВОЕНИЯ МИРОВОГО ОКЕАНА
Специальность 05.13.01 — Управление в технических системах
Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук
На правах рукописи
НЕЧАЕВ ВИКТОР АНАТОЛЬЕВИЧ
Пенза 1998
СОДЕРЖАНИЕ

Введение
I. Анализ современного состояния проблемы управления морскими подвижными объектами изучения и освоения Мирового океана
1.1. Основные тенденции развития и задачи автоматизации процессов управления морскими подвижными объектами для изучения и освоения ресурсов Мирового океана
1.2. Основные технические характеристики управляемых
объектов
1.3. Обзор современных методов и систем управления морскими подвижными объектами
1.4. Разработка требований к математическим моделям, методам
и алгоритмам управления
Выводы по главе

2.1. Модель бурового судна
2.2. Модель судна-буксира
2.3. Модель буксируемого подводного аппарата
2.4. Модели внешних возмущений
2.5. Математическая модель сейсмографной косы и кабель-троса магнитометра
2.6. Модель кабель-троса буксируемого подводного аппарата
2.7. Модель буровой колонны
Выводы по главе II
III. Разработка алгоритмов решения уравнений моделей
3.1. Анализ уравнений моделей сейсмографной косы и кабель-троса магнитометра

3.2. Анализ результатов моделирования движения кабель-троса буксируемого подводного аппарата
3.3. Оценка адекватности моделей
3.4. Линеаризация моделей динамики судов и буксируемого подводного аппарата
Выводы по главе III
IV. Разработка алгоритмов оценивания навигационной информации
и идентификации характеристик управляемых объектов
4.1. Общие принципы построения систем управления МПО
4.2. Особенности навигационной информации о координатах управляемых объектов
4.3. Координатное оценивание навигационной информации в задаче стабилизации судна на траектории
4.4. Фильтрация и восстановление вектора состояния буксируемого подводного аппарата
4.5. Подсистема идентификации характеристик МПО
4.6. Алгоритм идентификации модели судна-буксира
4.7. Оперативная настройка параметров модели буксируемого подводного аппарата и бурового судна
Выводы по главе IV
V. Оптимизация и прогнозирование движения морских подвижных объектов
5.1. Критерии качества управления
5.2. Оптимизация управления на интервале экстраполяции
5.3. Структурная схема системы управления с прогнозированием
5.4. Оптимизация упоров бурового судна
Выводы по главе V
VI. Исследование алгоритмов управления на моделирующем комплексе
6.1. Структурная схема моделирующего комплекса
6.2. Исследование алгоритмов координатного оценивания

Перспективным средством борьбы с навигационными авариями, ведущими к повреждению СГК, является прогнозирование будущего взаимного расположения СРК и навигационных препятствий при условии автоматического удержания судна-буксира на заданной судоводителем траектории. При этом на автоматическую систему возлагается обязанность заблаговременного оповещения судоводителя о возможной аварии и необходимости выбора новой траектории движения. В пользу указанных ограничений функций автоматической системы говорит то обстоятельство, что в случаях автоматического расчета изменения траектории движения СРК определение этого маневра будет основываться только на информации, которая уже хранится в оперативной памяти ЦВМ. Определение же действительно лучшего изменения первоначальной траектории может быть осуществлено только при наличии полной информации об окружающей обстановке, включая конфигурацию близлежащей береговой черты, окружающие навигационные опасности, характер подводного рельефа, района запрещенного судоходства, гидрометеорологические данные. Естественно, что автоматическое получение такой информации связано с большими техническим трудностями, преодоление которых дело будущего. После коррекции судоводителем первоначальной траектории движения, система автоматического управления отыскивает оптимальные управляющие воздействия и вновь определяет будущее взаимное расположение СРК и навигационных препятствий. Благодаря такому диалогу человека с машиной и отыскивается безопасная, требующая минимального отклонения от первоначальной, траектория движения комплекса.
Основой при прогнозировании будущего поведения объекта является его адекватная математическая модель. Расширение работ по освоению Мирового океана ведет к появлению новых и использованию уже известных плавучих средств по другому назначению. Это требует совершенствования математического описания управляемых объектов.