ІДЕНТИФІКАЦІЯ ДИНАМІЧНИХ ЯДЕР МОДЕЛІ СУДНА ПРИ ВИКОНАННІ ОПЕРАЦІЙ З ВЕЛИКОВАГОВИМИ НЕГАБАРИТНИМИ ВАНТАЖАМИ

Анотація

Мета статті полягає у висвітленні створення нових математичних моделей керування процеса­ми суднових вантажних операцій з великоваговими негабаритними вантажами (ВВНВ) за рахунок удоскона­лення існуючих моделей системи судно-вантаж, розробки та використання нових структурно-орієнтованих методів оптимального управління процесами завантаження ВВНВ. Методи дослідження. Основою досліджень є теорія оптимального управління, математичне моделювання, методи ідентифікації в просторі станів. Основ­ні результати дослідження. Розроблені моделі динамічних ядер судна дозволяють побудувати інтегровану модель судна, обладнаного кранами, в режимі роботи з ВВНВ. Інтегрування і декомпозиція моделі на динамі­чні ядра і рівняння зв'язку дозволяє отримати структурно простий алгоритм моделювання, що, в свою чергу, дозволяє реалізувати алгоритми оптимального керування, які забезпечують підвищення ефективності опера­цій з ВВНВ. Застосування пропонованих моделей дозволить скоротити час на виконання вантажних операцій з ВВНВ та підвищити їх безпечність, і, таким чином, поліпшити економічні показники виконання рейсів судна­ми типу HeavyLift. Наукова новизна. Запропонований і обґрунтований новий метод виконання вантажних операцій з ВВНВ, заснований на застосуванні моделі динамічних ядер судна. Ґрунтуючись на принципах Гамі- льтона і методів простору станів, визначено що лінійна модель динамічного об'єкту описується в просторі станів системою диференціальних рівнянь другого порядку. Доведено, що при здійснені вантажних операцій з ВВНВ виділення динамічного ядра в моделі судна дозволяє визначати допустимі швидкості зміни наванта­жень, які не викликають виникнення небезпечних коливань судна. Показано, що при роботі із ВВНВ необхідно розділяти траєкторії на прості рухи, що знижує перевантаження у системі судно-вантаж. Удосконалено метод оптимального керування вантажними операціями з обмеженнями по межах остійності судна, що дозволяє розглядати алгоритм управління системою «судно-кран-вантаж» при операціях із ВВНВ, як оптимізаційну задачу з обмеженнями типу нерівності. Практична значимість. Результати досліджень дозволяють розробити удосконалені алгоритми виконання вантажних операцій із ВВНВ суднами типу HeavyLift. Впровадження отриманих теоретичних напрацювань щодо вдосконалення управління вантажними операціями з ВВИВ до­зволяє істотно підвищувати ефективність та безпечність виконання таких операцій.