МЕТОДИ УПРАВЛІННЯ ПРОПУЛЬСИВНИМИ РУШІЯМИ СУДНА В ЗМІННИХ УМОВАХ ЕКСПЛУАТАЦІЇ
https://doi.org/10.33815/2313-4763.2019.1.20.097-108
Анотація
Обґрунтовано, що для підвищення експлуатаційних характеристик рушія судна необхідно використовувати закон управління, який використовує показники моменту та потужності на гвинті рушія. Показано, що управління, в якому критерієм оптимізації є крутний момент і потужність на гвинті рушія судна, є можливим рішенням для високоефективного управління двигуном тільки в тому випадку, якщо застосовуються особливі запобіжні заходи в екстремальних умовах навколишнього середовища, коли гвинт пропульсивного рушія може піддаватися впливу турбулентності та виходити із води. Розроблено контролер вільного обертання гвинта. Контролер використовує в своїй роботі показники динаміки гвинта пропульсивного рушія, приводного електродвигуна, розрахункові показники компенсації інерції гвинта. Поведінка системи при зміні куту нахилу лез гвинта не досліджувалась і буде внесена в закон управління в подальшій роботі. При проведенні досліджень використовувався кут нахилу лез гвинта в розмірі 70%. В результаті використання такого контролера гвинт пропульсивного рушія судна обмежується в швидкості обертання при ефекті вентиляції, тобто за умови виходу гвинта з води. Для перевірки виконаних досліджень та розрахунків поставлено 34 досліди на фізичній моделі об’єкта управління. Досліди враховували окрему та групову фіксацію параметрів потужності, швидкості обертання та моменту гвинта пропульсивного рушія фізичної моделі.
Показані отримані результати того, що регулятори, які використовують в своєму законі управління критерій оптимізації по крутному моменту та потужності на гвинті пропульсивного рушія з контролером вільного обертання мають продуктивність, яку можна порівняти з добре налагодженим PI-регулятором швидкості обертання валу під час ефекту вентиляції, без шкоди для характеристик управління крутним моментом і потужністю гвинта пропульсивного рушія в нормальних умовах. Це дозволяє замінити стандартні методи управління пропульсивними рушіями, які не враховують ефекту вільного обертання валу рушія без навантаження, тим самим створюючи проблеми при управлінні судном та в експлуатації електрообладнання пропульсивного рушія судна.
Посилання
Smogeli, O. N. & A. J. Sørensen. (2009). Antispin Thruster Control for Ships. IEEE Transaction on Control System Technology, Vol. 17, No. 6, 1362–1375.
Hespanha, J. P. (2001). Tutorial on Supervisory Control. Lecture Notes for the Workshop Control using Logic and Switching for the Conference on Decision and Control, Orlando, Florida, US.
Haskara, ˙I., Özgüner, Ü. & Winkelman, J. (2000). Wheel slip control for antispin acceleration via dynamic spark advance. Control Engineering Practice, 8.
Johansen, T. A., Kalkkuhl, J. & Petersen, I. (2001). Hybrid Control Strategies in ABS. In. Proc. of American Control Conference (ACC’01). Arlington, VA, USA.
Doschenko G.G. (2018). Microcontroller ship system of energy saving Еnergy Saving. Adaptation of Science, Education and Business to World Innovative Megatrends : International collective monograph. Science and Innovation Center, Ltd. St. Louis. Missouri, Thessaloniki. 129–134. DOI:10.6084/m9.figshare.7814393.v1.
Nahovskyi D. A. (2018). Construction features and necessity of pre-testing DP-systems. Adaptation of Science, Education and Business to World Innovative Megatrends : International collective monograph. Science and Innovation Center, Ltd. St. Louis. Missouri, Thessaloniki. 124–129. DOI:10.6084/m9.figshare.7814393.v1.
Stephens, R. I., Burnham, K. J. & Reeve, P. J. (1995). A practical Approach to the Design of Fuzzyy Controllers with Application to Dynamic Ship Positioning. In Proc. of IFAC Conference on Control Applications in Marine Systems, Trondheim, Norway.
Tannuri, E. A., Agostinho, A. C., Morishita H. M. & and Moratelli Jr. (2010). Dynamic Positioning Systems: An Experimental Analysis of Sliding Mode Control. Control Engineering Practice, CEP 18-10, 1121–1132.
Sorensen, A. J. & Smogeli O. N. (2009). Torque and Power Control of Electrically Driven Marine Propellers. Control Engineering Practice, CEP 17-9, 1053–1064.
Perez, T. & Donaire, A. (2009). Constrained Control Design for Dynamic Positioning of Marine Vehicles with Control Allocation Modelling Identification and Control, MIC 30-2,
57–70.
Chernihkh I. V. SimPowerSystems: Modelirovanie ehlektrotekhnicheskikh ustroyjstv i sistem v Simulink. Retrieved from: https://docs.exponenta.ru/physmod/sps/index.html.
Timchenko, V. L. & Ukhin O. A. (2014). Robastno-optimaljnaya stabilizaciya morskikh podvizhnihkh objhektov v rezhime dinamicheskogo pozicionirovaniya. Ehlektrotekhnicheskie i kompjyuternihe sistemih, 13 (89). Kyev : Tekhnika. 19–26.
Grigorjev, A.V., Vasin I. M. & Khomyak V. A. (2008). Komlpeksnihyj podkhod pri sozdanii sudnovihkh ehnergeticheskikh sistem i ustanovok. Sudostroenie, 2, 30–31.
Grigorjev, A. V. & Glekler E. A. (2008). Perspektivnaya sudovaya edinaya ehlektroehnergeticheskaya ustanovka. Ehkspluataciya morskogo transporta: ezhekvart. sb. nauch. st., 3 (53). Sanct-Peterburg : Feniks. 68–70.
