ДЕКОМПОЗИЦІЯ В ЗАДАЧІ ДИНАМІЧНОГО ПОЗИЦІОНУВАННЯ

Павло Валентинович КАШТАЛЬЯН, Сергій Олександрович РОЖКОВ, Тетяна Іванівна ТЕРНОВА

Анотація


Дана робота присвячена вирішенню задачі декомпозиції системи управління стабілізацією координат морського судна.

У статті розглянуто питання побудови математичної моделі судна, як динамічного об'єкта в полі сил, що збурюють, отримано узагальнену модель об'єкта і його декомпозицію. Сучасні технології і зачі мореплавання висунули задачу позиціонування суден. Розширення обсягу роботи на шельфі, обслуговування платформ і оперативні роботи вимагають точного позиціонування при значному хвилюванні. Виникає все більше додатків динамічного позиціонування (ДП), з'являються нові класи судів для цих додатків, а самі системи ДП стають більш масовими і дешевими. Таким чином, актуальна розробка методів і засобів підвищення точності позиціювання. В роботі показано, що дана задача відноситься до задач з розподіленими параметрами, а модель судна має другий порядок. Поставлено завдання аналізу методів регулювання використовуваних для динамічного позиціонування.

Не дивлячись на значні зусилля розробників і велику кількість реалізованих проектів, досягти тривалого утримання судна при хвилюванні в заданій позиції не вдається. Причиною цього є не лише брак енергоозброєності використовуваних судів. Численні дослідження в області розвитку систем регулювання поки не дають очікуваного результату. Виходячи з ситуації, що склалася, в статті зроблено спробу аналізу методів побудови систем регулювання і розробки алгоритму точного позиціонування судна при енергії хвилювання, що не перевищує енергоозброєності об'єкта (судна). В результаті проведеного дослідження були зроблені наступні висновки: 1) задача динамічного позиціонування є задачею з розподіленими параметрами; 2) опис судна, як об'єкта регулювання, являє собою диференціальне рівняння в приватних похідних другого порядку; 3) декомпозиція задачі регулювання координат плаваючого засобу дозволяє виділити окрему підсистему динамічного позиціонування; 4) з огляду на те, що використання сучасних методів регулювання не дозволяє створити системи здатні довго зберігати необхідну точність позиціонування, потрібен аналіз використовуваних методів регулювання.

Ключові слова


динамічне позиціонування; декомпозиція; енергозабезпечення судна

Повний текст:

PDF

Посилання


Шостак В.П. Динамическое позиционирование плавучих объектов. Чикаго, Мегатрон, 2010. – 130с. ISBN 5-94619-079-2.

Guidelines for vessels with dynamic positioning systems. Оngsberg K-Pos DP IMO, International maritime organisation MSC/Circ. 645

Быковский А.В. и др. Повышение точности инерциальных навигационных систем с использованием внешней информации. – М.:МГТУ, 1989. – 148 с.

Фрейдзон И.P. Филлипов Л.Г. Автоматические системы динамического удержания буровых судов. // Судостроение за рубежом. – 1980. – № 1. – С. 13– 27.

Integrated Dynamic Positioning System (DPS-1) Technical Description www.emi-marine.com.

Thor I. Fossen A nonlinear unified state-space model for ship maneuvering and control in a seaway. Journal of Bifurcation and Chaos, to appear in 2005. Article (PDF Available) in International Journal of Bifurcation and Chaos 15(9):2717-2746 · September 2005.

DOI: 10.1142/S0218127405013691

Основы динамики судов на волнении: учеб. пособие / С. Д. Чижиумов. – Комсомольск-на-Амуре : ГОУВПО «КнАГТУ», 2010. − 110 с.

Thor I. Fossen and Tristan Perez Kalman Filtering for Positioning and Heading Control of Ships and Offshore Rigs. IEEE Сontrol systems magazine » December 2009.

Зубова Анастасия Андреевна Моделирование гидродинамического взаимодействия судов на основе методов вычислительной гидродинамики. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, спец. 01.02.05 – Механика жидкости, газа и плазмы Санкт-Петербург – 2015.

Будак Б.М. Кратные интегралы и ряды. Б.М.Будак, С.В.Фомин. – М.: Наука, 1965. – 607 с.

Asgeir J. Sørensen Marine Control Systems Propulsion and Motion Control of Ships and Ocean Structures. Lecture Notes. Department of Marine Technology Norwegian University of Science and Technology. Report UK-13-76 Copyright c °2013 Department of Marine Technology, NTNU.

Лукомский Ю.А. Системы управления морскими подвижными объектами: Учебник /Ю.А. Лукомский, В.С. Чугунов. – Л.: Судостроение, 1988. – 272 с.

Мирошников А.Н. Системы динамического позиционирования: новые задачи и тенденции развития. А.Н. Мирошниченко, В.П.Антоненко http://korabel.ru/news/comments/_dinamichtskogo_pozicionrovaniya_novye_zadachi_i_tendencii_razvitiya_2html

Справочник по теории автоматического управления. Под ред. Красовского А.А. –М.: Наука. Гл. ред. физ. -мат. лит. , 1987. –712 с.

Shostak, V. P. (2010) Dinamicheskoe pozitsionirovanie plavuchih ob'ektov. Chikago, Megatron.

Guidelines for vessels with dynamic positioning systems. Оngsberg K-Pos DP IMO, International maritime organization MSC/Circ. 645. (1994) Retrieved from http://imo.udhb.gov.tr/dosyam/EKLER/MSC-Circ.645.pdf

Byikovskiy, A. V. i dr. (1989) Povyishenie tochnosti inertsialnyih navigatsionnyih sistem s ispolzovaniem vneshney informatsii. Moscow: MGTU.

Freydzon, I. P., & Fillipov L. G. (1980) Avtomaticheskie sistemyi dinamicheskogo uderzhaniya burovyih sudov. Sudostroenie za rubezhom. 1, 13-27.

Integrated Dynamic Positioning System (DPS-1) Technical Description. (2018) Retrieved from www.emi-marine.com.

Thor I. Fossen. (2005) A nonlinear unified state-space model for ship maneuvering and control in a seaway. Journal of Bifurcation and Chaos. 15 (9), 2717-2746.

DOI: 10.1142/S0218127405013691

Chizhiumov, S. D. (2010) Osnovyi dinamiki sudov na volnenii. Komsomolsk-na-Amure: GOUVPO "KnAGTU".

Thor, I. Fossen, Tristan Perez. (2009) Kalman Filtering for Positioning and Heading Control of Ships and Offshore Rigs. IEEE Сontrol Systems Magazine. 29, 6, 32-46.

Zubova, A. A. (2015) Modelirovanie gidrodinamicheskogo vzaimodeystviya sudov na osnove metodov vyichislitelnoy gidrodinamiki (PhD Thesis), Sankt-Peterburg, 2015.

Budak B. M., & Fomin S. V. (1965) Kratnyie integralyi i ryadyi. Moskva: Nauka.

Asgeir, J. Sørensen. (2013) Marine Control Systems Propulsion and Motion Control of Ships and Ocean Structures. Lecture Notes. Report UK-13-76. Trondheim: Department of Marine Technology Norwegian University of Science and Technology.

Lukomskiy, Yu. A., & Chugunov, V. S. (1988) Sistemyi upravleniya morskimi podvizhnyimi ob'ektami. Leningrad: Sudostroenie.

Miroshnikov A. N., Antonenko V. P. (2018) Sistemyi dinamicheskogo pozitsionirovaniya: novyie zadachi i tendentsii razvitiya. Retrieved from http://korabel.ru/news/comments/_dinamichtskogo_pozicionrovaniya_novye_zadachi_i_tendencii_razvitiya_2html

Krasovskiy, A. A. (Ed.) (1987) Spravochnik po teorii avtomaticheskogo upravleniya. Moscow: Nauka. Gl. red. fiz. -mat. lit.




DOI: http://dx.doi.org/10.32782/2618-0340-2018-2-72-80

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.


 
Google Scholar, Index Copernicus International World of Journals, CrossRef,
National Library of Ukraine (Vernadsky), Бібліометрика української науки.
 
Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License