По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 681.5

Анализ проблемы автоматизации управления динамическими объектами речных судов

Чертков А.А. E-mail: chertkov@bk.ru Государственный университет морского и речного флота им. адмирала С. О. Макарова, г. Санкт-Петербург

В связи с возросшими требованиями к повышению безопасности, экологичности и энергоэффективности перевозок на внутреннем водном транспорте, а также необходимостью опережающего развития его научно-технической и технологической базы, выполнен системный анализ современного состояния проблемы автоматизации и управления динамическими объектами речных судов. На этой основе определены и рассмотрены основные проблемы математического моделирования и применения численных методов оптимизации в нелинейных задачах энергоэффективного управления судовыми техническими системами и технологическими процессами.

Литература:

1. Lewis F. L. Optimal Control / F.L. Lewis, D. Vrabie, V.L. Syrmos. – 3rd ed. – N. Y.: John Wiley and Sons, 2012. – 541 p.

2. Witkowska A. Designing a ship course controller by applying the adaptive back-stepping method / A. Witkowska, R. Smierzchalski // International Journal of Applied Mathematics and Computer Science. – 2012. – Vol. 22. – Is. 4. – Pp. 985–997. DOI: 10.2478/ v10006-012-0073-y.

3. Dhaliwal S.S. State Estimation and Parameter Identifi cation of Continuous-time Nonlinear Systems: Master thesis / S.S. Dhaliwal. – Ontario, Canada: Queen’s University Kingston, 2011. – 83 p.

4. Барышников С.О. Автоматизация и повышение эффективности использования топлива на судах / С.О. Барышников, А.А. Кузьмин, В.В. Сахаров, С.Н. Тарануха. – СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2016. – 390 с.

5. Петров Ю.П. Оптимальные регуляторы судовых силовых установок (теоретические основы) / Ю.П. Петров. − Л.: Судостроение, 1966. − 120 с.

6. Попов С.А. (ред.). Проблематика сложных систем (концептуальные основы модельных представлений) / С.А. Попов, В.М. Дубов, Т.И. Капустинская, А.А. Шаров. – СПб.: Элмор, 2006. – 184 с.

7. Преображенский А.В. Эффект бифуркационной памяти в динамике судна / А.В. Преображенский, В.В. Сатаев, М.И Фейгин // Проблемы машиностроения и надежности машин.− РАН. – 2001. – № 3. – С. 104-107.

8. Бутов А.С. Имитационное моделирование работы флота на ЗВМ / А.С. Бутов, Н.Г. Кока.− М.: Транспорт, 1985.− 111с.

9. Holly S. Optimal Control for Economic Models / S. Holly, B. Rustem, M.B. Zerrop. − L.,1977. − 386 p.

10. Сахаров В. В. Модели и алгоритмы оптимизации технологических процессов на объектах водного транспорта в среде MATLAB: монография / В.В. Сахаров, А.А. Кузьмин, А.А. Чертков. – СПб.: Издво ГУМРФ им. адм. С. О. Макарова, 2015. – 436 с.

Высокая сложность технических систем, трудоемкость процессов автоматизации и управления судами определяют необходимость широкого научно обоснованного использования и совершенствования автоматизированных систем для обеспечения безопасной эксплуатации в различных условиях плавания. Современное судно как сложный технический объект содержит целый ряд систем, с помощью которых осуществляется управление судовыми энергетическими комплексами.

К средствам и техническим системам, подлежащим автоматизации, следует отнести судовые энергетические комплексы и системы, средства и механизмы управления движением, а также грузовыми операциями, судовые системы и устройства обеспечения жизнедеятельности экипажей судов и др.

В настоящее время все большее значение приобретает комплексное решение проблемы совершенствования систем автоматизации, связанное с расширением задач управления, а также ужесточением технических требований к безопасности, эффективности функционирования и качеству судовых динамических объектов.

Совершенствование судовых технических систем состоит из трех циклически повторяющихся этапов.

На первом этапе производится изготовление по действующей документации судовой системы управления.

Вторым этапом является процесс эксплуатации.

Третий этап является наиболее наукоемким и состоит в проектировании нового поколения судовых динамических систем управления и средств автоматизации.

Комплекс показателей качества судовых систем, обеспечивающий эффективность безопасной эксплуатации судов, можно отнести к следующим основным группам:

• показатели качества, характеризующие точность, быстродействие, перерегулирование, время переходного процесса и др. С повышением требований к уровню автоматизации эти показатели могут претерпевать существенные изменения. Это происходит наряду с усложнением конструкции и реализации системы;

• показатель безопасности и эксплуатационной надежности, характеризующийся вероятностью безотказной работы системы. При увеличении сложности системы этот показатель снижается. Для улучшения этих показателей следует повышать надежность комплектующих изделий, а также использовать резервные (дублирующие) способы и схемы автоматизации (управление по модели следования, применение математических датчиков информации и др.);

Для Цитирования:
Чертков А.А., Анализ проблемы автоматизации управления динамическими объектами речных судов. КИП и автоматика: обслуживание и ремонт. 2018;11.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: