Розробка методів автоматичного керування обертанням судна навколо полюсу повороту без дрейфу

Анотація

Об’єктом дослідження є процеси автоматичного керування обертанням судна навколо полюсу повороту з нульовим дрейфом. За останні роки суттєво збільшилася кількість суден та їх розміри, у той час як розміри портів ростуть значно повільніше. Виникла актуальна необхідність оптимізації процесів керування, особливо у стислих водах. Одним із напрямків такої оптимізації є використання концепції полюсу повороту – альтернативного погляду на рух судна при його маневруванні. Показано, що радіус циркуляції та положення судна на циркуляції визначається абсцисою і ординатою полюсу повороту. Розглянуті лінеаризовані моделі двох найбільш поширених схем керування: схеми керування одногвинтовим конвенційним судном без носового підрулюючого пристрою та схеми керування одногвинтовим конвенційним судном із носовим підрулюючим пристроєм. Для усталених рухів кожної із цих схем отримані керування, що забезпечують циркуляцію судна навколо заданого положення полюсу повороту, досліджені можливості циркуляції без кута дрейфу. Це дозволяє зменшити ширину полоси руху, підвищити безпеку руху, зменшити гідродинамічний опір та витрати палива, створити сприятливі умови для проведення технологічних операцій, наприклад, швартування, зменшити вплив людського чинника на процеси керування. Працездатність та ефективність розроблених методів перевірені математичним моделюванням автоматичного швартування судна MSС Container Ship (Dis. 32025t) без кута дрейфу на стенді імітаційного моделювання, створеного авторами на базі навігаційного тренажеру Navi Trainer 5000. Отримані можливості пояснюються використанням математичної моделі судна у бортовому обчислювачі автоматизованої системи та сучасного математичного апарату. Розроблені методи можуть використовуватися на суднах, за умови інтегрування в існуючу автоматизовану систему бортового обчислювача з відкритою архітектурою для нарощування можливостей автоматичного керування рухом. На сьогодні, в усіх автоматизованих системах вже використовується електронний принцип формування та передачі сигналів від пристроїв керування (телеграфу силової енергетичної установки, штурвалу, телеграфів підрулюючих пристроїв) до виконавчих пристроїв, що значно спрощує інтеграцію бортового обчислювача та створення замкнутого контуру автоматичного керування.