МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ДИНАМИЧЕСКОГО ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ ОФФШОРНОГО СУДНА
https://doi.org/10.33815/2313-4763.2019.2.21.078-088
Анотація
В статье рассматриваются вопросы моделирования системы динамического позиционирования морского оффшорного судна.
Для удовлетворения требований безопасности при выполнении различных специальных задач на море и обеспечения надлежащего и точного контроля курса и местоположения морского оффшорного судна широко используются системы динамического позиционирования (DP).
Использование систем DP на судах морского оффшорного флота является предпочтительным с экономической точки зрения, поскольку не требуется дополнительных затрат для обеспечения эффективного контроля текущего местоположения и курса морского судна во время выполнения работ. Целью исследования является разработка математической модели системы динамического позиционирования оффшорного судна с четырьмя движителями, которая позволит определить минимальную мощность судовой электроэнергетической системы. Модели необходимы для обеспечения точности управления при изменении характеристик силовой установки и систем отсчета при различных ситуациях.
Система управления судном моделировалась в программной среде с использованием стандартных библиотечных модулей, которые дополнились необходимыми данными оффшорного судна. Вопросы оптимизации систем управления и методов моделирования рассматривались в исследованиях Thor I. Fossen, Sorensen J.A. и Perez T. O.n. Smogeli с учетом влияния внешних возмущений. В этих исследованиях, используя современные методы управления, рассматривается объект управления (судно) в трехмерном пространстве как объект с тремя или более степенями свободы (DOF).
Учитывая переменные значения внешних возмущений, которые влияют на качество управления объектом, существенную роль в управлении системой DP играют точность прогнозов и скорость обновления модели. Результаты моделирования позволяют описать оффшорное судно как точку массы, учитывая три степени свободы, и использовали для анализа управления курсом систему динамического позиционирования DP.
Посилання
Vasil’yev A. V. (1989). Upravlyayemost’ sudov. Leningrad : Sudostroyeniye.
Gofman A. D. (1988). Dvizhitel’no-rulevoy kompleks i manevrirovaniye sudna. Spravochnik. Leningrad : Sudostroyeniye.
Shostak V. P. (2010). Dinamicheskoye pozitsionirovaniye plavuchikh ob»yektov : monografiya. Chikago : Megatron.
Vagushchenko L. L. & Tsymbal N. N. (2007). Sistemy avtomaticheskogo upravleniya dvizheniyem sudna. Odessa : Feniks.
Vagushchenko L. L. & Koshevoy A. A. (2000). Avtomatizirovannyye kompleksy sudovozhdeniya. Uchebnik dlya morskikh akademiy. Kiyev: KVITs.
Suyevalov L. F. (1977). Spravochnik po raschetam sudovykh avtomaticheskikh sistem. Leningrad : Sudostroyeniye.
Fossen Thor I. (2002). Marine Control Systems, Guidance, Navigation, and Control of Ships, Rigs and Underwater Vehicles. Marine Cybernetics, Trondheim, first edition. Retrieved from http://www.marinecybernetics.com.
Fossen Thor I. (2011). Handbook of Marine Craft Hydrodynamics and Motion Control. Hoboken, N.J. : Wiley ; Chichester : John Wiley [distributor.
Sorensen Asgeir J. (2011). Survey of dynamic positioning control systems. Annual Reviews in Control, 35, 123–136.
Fossen, T. I., Perez T. (2004). Marine Systems Simulator (MSS), 2004. Retrieved from https://github.com/cybergalactic/MSS
Fossen S., Fossen T. I. (2018). eXogenous Kalman filter (XKF) for Visualization and Motion Prediction of Ships using Live Automatic Identification System (AIS) Data. Modeling, Identification and Control, Vol. 39, No. 4, 233–244.
Perez T. (2005). Ship Motion Control : monograph. Berlin, Springer.
Perez, T., Fossen T. I. (2009). A Matlab Tool for Parametric Identification of Radiation-Force Models of Ships and Offshore Structures. Modelling, Identification and Control, MIC-30(1):1-15.
Fossen Thor I., Perez Tristan. (2009). Kalman Filtering for Positioning and Heading Control of Ships and Offshore Rigs. IEEE Control Systems Magazine, December 2009, 33-46.
Budashko, V. V. (2015). Implementarnyy podkhod pri modelirovanii energeticheskikh protsessov dinamicheski pozitsioniruyushchego sudna. Elektrotekhnika i Elektromekhanika, 6, 2025.
Rozhkov S. O. (2015). Modelyuvannya systemy dinamichnoho pozitsiyuvannya sudna-postachalʹnyka typu PSV. Vestnik Khersonskogo natsional’nogo tekhnicheskogo universiteta, 04(55), 159–166.
Vagushchenko L. L., Vagushchenko A. L. & Zaichko S.I. (2005). Bortovyye avtomatizirovannyye sistemy kontrolya morekhodnosty. Odessa : Feniks.
