DOI: 10.17586/2226-1494-2019-19-2-347-358


УДК681.5, 531/534, 629.5.015

ИДЕНТИФИКАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ МОДЕЛИ СУДНА ПО УГЛУ КРЕНА НА СИММЕТРИЧНЫХ ДВИЖЕНИЯХ

Алышев А.С., Ромаев Д.В., Мельников В.Г., Титов А.М., Коваленко А.Е.


Читать статью полностью 
Язык статьи - русский

Ссылка для цитирования:

Алышев А.С., Ромаев Д.В., Мельников В.Г., Титов А.М., Коваленко А.Е. Идентификация параметров модели судна по углу крена на симметричных движениях // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2019. Т. 19. № 2. С. 347–358. doi: 10.17586/2226-1494-2019-19-2-347-358



Аннотация

Разработан метод идентификации параметров модели судна с использованием симметричных движений по углу крена. Предметом исследования являются методы повышения точности идентификации параметров математических моделей корпуса судна и раскачивающего устройства, с применением судового канатного инклинометра. Использованы малые симметричные реверсивные разгонно-тормозные программные движения по углу крена, при этом модель судна закреплена в опытовом бассейне и движение по другим степеням свободы исключено. Для создания программных движений использован установленный на судне раскачиватель в виде электродвигателя с маховиком. Для достижения высокой точности симметрии программного движения разработан гибридный адаптивный регулятор, составленный из последовательного компенсатора и сигнального регулятора, параметры которых настраиваются с учетом ограничения на свои максимальные значения. Идентификация разработанным методом осуществляется в двух экспериментах. В основном эксперименте осуществляются программные движения модели по углу крена, а в дополнительном – программные движения маховика по углу поворота маховика. Программная траектория движения маховика получена по итогам основного эксперимента. Приведены результаты отработки гармонического колебания системой управления. Рассмотрены принцип работы канатного инклинометра и варианты его конструкции. Приведены формулы, позволяющие определить позицию судна с системой динамического позиционирования в случае измерения углов в составе канатного инклинометра при помощи потенциометров или акселерометров. Результаты могут быть полезны при проведении модельных испытаний или для натурных судов с системами динамического позиционирования.


Ключевые слова: параметрическая идентификация, симметричные программные движения, маховичный раскачиватель, адаптивное управление, последовательный компенсатор, сигнальный регулятор, модель судна, система динамического позицио-нирования, судовой канатный инклинометр, акселерометр

Благодарности. Работа поддержана грантом РФФИ №16-08-00997. Алышев А.С. выражает благодарность сотрудникам АО Навис, особенно А.Н. Мирошникову, А.Ю. Логинову, Е.Б. Амбросовской, С.В. Гусеву, А.В. Крылову.

Список литературы
  1. Alyshev A., Dudarenko N., Melnikov V. Parametric identification of reaction wheel pendulums with adaptive control // Cybernetics and Physics. 2018. V. 7. P. 57–65.
  2. Алышев А.С. Результаты идентификации параметров тел корабельной формы по углу рыскания на симметричных движениях // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2019. Т. 19. № 1. С. 144–154. doi: 10.17586/2226-1494-2019-19-1-144-154
  3. Алышев А.С., Мельников В.Г. Метод идентификации присоединенного момента инерции корпуса судна // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2017. Т. 17. № 4 (110). С. 744–748. doi: 10.17586/2226-1494-2017-17-4-744-748
  4. Melnikov G.I., Dudarenko N.A., Melnikov V.G., Alyshev A.S.Parametric identification of inertial parameters // Applied Mathematical Sciences. 2015. V. 9. N 136. P. 6757–6765. doi: 10.12988/ams.2015.59584
  5. Perez T., Blanke M. Ship roll motion control // Proc. 8th IFAC Conference on Control Applications in Marine Systems, The International Federation of Automatic Control (IFAC). Rostock, Germany, 2010. P. 1–12.
  6. Бобцов А.А., Николаев Н.А. Управление по выходу некоторой нелинейной системой с неизвестными параметрами и нелинейностью // Автоматика и телемеханика. 2007. № 6.С. 150–156.
  7. Белявский А.О., Томашевич С.И. Синтез адаптивной системы управления квадрокоптером методом пассификации // Управление большими системами. 2016. № 63. С. 155–181.
  8. Власов С.М., Борисов О.И., Громов В.С., Пыркин А.А., Бобцов А.А. Робастная система динамического позиционирования для роботизированного макета надводного судна // Изв. вузов. Приборостроение. 2015. Т. 58. № 9. С. 713–719.doi: 10.17586/0021-3454-2015-58-9-713-719
  9. Фаронов М.В., Пыркин А.А., Фуртат И.Б., Колюбин С.А., Суров М.О., Ведяков А.А. Робастное управление мобильными роботами с использованием технического зрения // Изв. вузов.Приборостроение. 2012. Т. 55. № 12. С. 63–65.
  10. Phillips D., Haycock B. Taut wire // Proc. Dynamic Positioning Conference. 2014.
  11. At Sea, 1944. The Taut Wire Machine on the Quarter Deck of the hydrographic survey vessel HMAS[Электронныйресурс]. URL: www.awm.gov.au/collection/P02305.023 (дата обращения: 21.12.2018).
  12. Барабанов А.Е., Ромаев Д.В., Мирошников А.Н. Нелинейная фильтрация методом подбора сценариев для радарного слежения и динамического позиционирования судов // Сборник трудов конференции XII Всероссийское совещание по проблемам управления ВСПУ-2014. Москва, 2014.
  13. Wen P., Stapleton C., Li Y. Tension control of a winding machine for rectangular coils control, Automation, Robotics and Vision // Proc. 10th Int. Conf. on Control, Automation, Robotics and Vision. 2008. doi: 10.1109/ICARCV.2008.4795843
  14. Liu Z., Ni F., Miedema S.A. Optimized design method for TSHD’s swell compensator, basing on modelling and simulation // Proc. Int. Conf. on Industrial Mechatronics and Automation. Chengdu, China, 2009. P. 48–52.
  15. Aamo O.M., Fossen T.I. Controlling line tension in thruster assisted mooring systems // Proc. IEEE Int. Conf. on Control Applications. Hawaii, 1999. doi: 10.1109/cca.1999.801126
  16. Stephens R.I. Fibre Optic Taut Wire. Patent US 20150116697. Publ. 30.04.2015.
  17. DPSystems[Электронный ресурс]. URL: www.marineengineering.org.uk/page90.html (дата обращения: 21.12.2018).
  18. Faÿ H. Dynamic Positioning Systems: Principles, Design and Applications. Technip, 1990. 189 p.


Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License
Информация 2001-2019 ©
Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики.
Все права защищены.

Яндекс.Метрика