Визначення оптимального керування судновим дизельним двигуном під час нестаціонарних режимів руху
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.248960Ключові слова:
судновий комплекс, керування судновим дизелем, критерії оптимальності, максимальна середня швидкістьАнотація
Паливна система високого тиску є основоположною системою, яка формує показник мінімальної витрати палива на одиницю шляху судна.
Виконано розрахунок оптимального керування судновим комплексом з головним дизельним двигуном за критерієм мінімальної витрати палива на одиницю шляху при заданій середній швидкості судна.
Рух судна з головним дизельним двигуном описано рівняннями. Рівняння містять значну кількість параметрів, зменшення яких виконано за рахунок введення безрозмірних величин, з подальшим приведенням рівнянь до безрозмірної форми. Це дало можливість представити рішення оптимального закону керування головним судновим дизелем у складі суднового комплексу.
Досліджено оптимальне керування судновим комплексом в умовах штормового плавання. Представлені розрахунки закону керування судновим комплексом, який забезпечує рух судна з максимальною середньою швидкістю в умовах штормового плавання. Визначено, що встановлений закон керування судновим комплексом, забезпечує мінімальну витрату палива на милю шляху під час заданої середньої швидкості його руху. Досліджено вплив паливної системи високого тиску на оптимальне керування судновим дизелем.
Таким чином, проведені розрахункові дослідження вказують, що при всіх значеннях параметрів суднового комплексу по закону керування паливною системою Ф=а+b∙C2(τ), дає економію палива до 6 % на одиницю шляху у порівнянні з законом керування судновим комплексом Ф=а+b∙(c1(τ)/c2(τ)).
Отримані співвідношення при моделюванні та оптимальне керування головним дизельним двигуном суднового комплексу дозволяють методом динамічного програмування провести аналіз витрат палива на одиницю шляху при оптимальному керуванні порівняно з відповідним постійним керуванням
Посилання
- Holt, P., Nielsen, U. D. (2021). Preliminary assessment of increased main engine load as a consequence of added wave resistance in the light of minimum propulsion power. Applied Ocean Research, 108, 102543. doi: https://doi.org/10.1016/j.apor.2021.102543
- Perera, L. P. (2016). Marine Engine Centered Localized Models for Sensor Fault Detection under Ship Performance Monitoring. IFAC-PapersOnLine, 49 (28), 91–96. doi: https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2016.11.016
- Lee, J.-H., Kim, Y., Kim, B.-S., Gerhardt, F. (2021). Comparative study on analysis methods for added resistance of four ships in head and oblique waves. Ocean Engineering, 236, 109552. doi: https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2021.109552
- Dubovoi, V. M., Kvietnyi, R. N., Mykhalov, O. I., Usov, A. V. (2017). Modeliuvannia ta optymizatsiya system. Vinnytsia: Edelveis, 804. Available at: https://www.twirpx.com/file/3385822/
- Fisher, A., Thomson, J., Schwendeman, M. (2021). Rapid deterministic wave prediction using a sparse array of buoys. Ocean Engineering, 228, 108871. doi: https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2021.108871
- Campanile, A., Piscopo, V., Scamardella, A. (2018). Comparative analysis among deterministic and stochastic collision damage models for oil tanker and bulk carrier reliability. International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering, 10 (1), 21–36. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijnaoe.2017.03.010
- Sun, H., Dai, C., Li, S. (2018). Modelling and Composite Control of Fuel Quantity Actuator System for Diesel Engines. IFAC-PapersOnLine, 51 (31), 807–812. doi: https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2018.10.124
- Lu, Y., Zuo, Z., Zhao, C., Zhang, F., Du, M. (2018). Study on dynamic characteristics and control algorithm design for fuel metering valve of high-pressure pump. IFAC-PapersOnLine, 51 (31), 930–935. doi: https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2018.10.061
- Alegret, G., Llamas, X., Vejlgaard-Laursen, M., Eriksson, L. (2015). Modeling of a Large Marine Two-Stroke Diesel Engine with Cylinder Bypass Valve and EGR System. IFAC-PapersOnLine, 48 (16), 273–278. doi: https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2015.10.292
- Usov, А. V., Slobodianiuk, N. V. (2020). Design and optimal management power aggregates of ship complex on non-stationary modes. Applied questions of mathematical modeling, 3 (1), 238–248. doi: https://doi.org/10.32782/2618-0340/2020.1-3.24
- Lang, X., Mao, W. (2020). A semi-empirical model for ship speed loss prediction at head sea and its validation by full-scale measurements. Ocean Engineering, 209, 107494. doi: https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2020.107494
- Yum, K. K., Taskar, B., Pedersen, E., Steen, S. (2017). Simulation of a two-stroke diesel engine for propulsion in waves. International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering, 9 (4), 351–372. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijnaoe.2016.08.004
- Soloviev, A. V. (2018). The preconditions for the creation of a unified goal directed management of marine power plant. Trudy NGTU im. R. E. Alekseeva, 1 (120), 59–64. Available at: https://cyberleninka.ru/article/n/predposylki-k-sozdaniyu-edinogo-tseleorientirovannogo-upravleniya-sudovoy-energeticheskoy-ustanovkoy
- Obozov, A. A. Subbotenko, D. I., Tarakanov, V. V. (2014). Optimizatsiya protsessov v toplivnoy apparature dizelya s tsel'yu uluchsheniya ego ekonomicheskih i ekologicheskih harakteristik. Vestnik Bryanskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta, 2 (42), 45–51. Available at: https://cyberleninka.ru/article/n/optimizatsiya-protsessov-v-toplivnoy-apparature-dizelya-s-tselyu-uluchsheniya-ego-ekonomicheskih-i-ekologicheskih-harakteristik/viewer
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2021 Anatolii Usov, Mykola Slobodianiuk, Mark Nikolskyi
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
