Browsing by Author "Grosheva, O."

Now showing 1 - 3 of 3

AUTOMATIC RESET OF KINETIC ENERGY IN CASE OF INEVITABLE COLLISION OF SHIPS
(2023) Zinchenko, S.; Kyrychenko, K.; Grosheva, O.; Nosov, P.; Popovych, I. S.; Mamenko, P.; Попович, І. С.
Considered issues of automatic reset of kinetic energy along the gradient in case of inevitable collision of ships. The target function of the fastest reset of kinetic energy is formed in the form of a scalar product of the gradient vector at the location of the vessel and the vector of the right parts of the mathematical model of the longitudinal and angular movement channels containing control. To form optimal controls, a nonlinear optimization procedure was used, taking into account control restrictions. The own ship's movement parameters (speed and course) used in the optimization procedure are measured by speed and course sensors, and the target's movement parameters are estimated from the measured values of the own ship's speed and course and the measured relative movement parameters using radar. The workability method was verified by mathematical modeling in a closed circuit with a control object. The results of the simulation showed that the automatic module provides a 9-fold reduction in the kinetic energy of the collision. The use of the automatic kinetic energy reset module in the event of an imminent collision will reduce the influence of the negative impact of decisions when handling a vessel under the influence of stress, reduce crew fatigue, prevent damage or even loss of the vessel and cargo, and save human lives.
The vessel movement optimisation with excessive control
(2020) Zinchenko, S.; Ben, A.; Nosov, P.; Popovych, I. S.; Mateichuk, V.; Grosheva, O.; Зинченко, С.; Бень, А.; Носов, П.; Попович, І. С.; Матейчук, В.; Грошева, О.; Зінченко, С.
The article discusses the issues of automatic control of the vessel’s movement using excessive control, which allows to organize the movement of the vessel without a drift angle, to reduce the hydrodynamic resistance and fuel consumption. Issues of reducing energy consumption and fuel economy on board, as well as related issues of reducing emissions and improving the environment are especially relevant at the present time. A brief review of literature devoted to improving the energy efficiency of ships was carried out. As a result of the analysis, it was found that the issues of improving energy efficiency are solved in various ways, for example, constructively, by reducing weight, hydrodynamic and aerodynamic drag of the hull, using a sail, creating more advanced power plants, however, the authors have not found methods and algorithms for reducing hydrodynamic drag and fuel consumption through the use of excessive control. It is concluded that the development of such systems is relevant. Mathematical, algorithmic, and software have been developed for an onboard controller simulator of a vessel’s motion control system with excessive control, the operability and efficiency of which has been verified by numerical simulation in a closed circuit with a mathematical model of the control object for various types of vessels, navigation areas and weather conditions. The experiments have confirmed the efficiency and effectiveness of the developed method, algorithmic and software, and allow us to recommend them for practical use in the development of mathematical support for vessel control systems with excessive control. У статті розглядаються питання автоматичного управління рухом судна з використанням надлишкового управління, що дозволяє організувати рух судна без кута дрейфу, зменшити гідродинамічний опір та витрату палива. Завдання скорочення енергоспоживання та економії палива на борту, а також пов’язані з ними питання скорочення викидів та збереження стану навколишнього середовища особливо актуальні в даний час. Проведений короткий огляд літературних джерел, пов’язаних з підвищенням енергоефективності суден. У результаті перевіреного аналізу встановлено, що питання підвищення енергоефективності вирішуються різними способами, наприклад, конструктивно, шляхом зниження ваги, гідродинамічного та аеродинамічного опору корпусу, за допомогою паруса, створення більш досконалих силових установок, однак, авторами не знайдено методи та алгоритми зменшення гідродинамічного опору та витрати палива за рахунок використання надлишкового управління. Зроблено висновок про актуальність розробок таких систем. Розроблено математичне, алгоритмічне та програмне забезпечення для імітатора бортового контролера системи управління рухом судна з надлишковим управлінням, роботоздатністю та ефективністю, яке перевірено за допомогою численного моделювання в замкнутій схемі з математичною моделлю об’єкта управління для різних типів суден, районів плавання та погодних умов. Проведені експерименти підтвердили роботоздатність та ефективність розробленого методу, алгоритмічного і програмного забезпечення та дозволяють рекомендувати їх для практичного використання при розробці математичного забезпечення системи управління суднами з надлишковим управлінням. В статье рассмотрены вопросы автоматического управления движением судна с использованием избыточного управления, что позволяет организовать движение судна без угла дрейфа, снизить гидродинамическое сопротивление и расход топлива. Вопросы сокращения энергопотребления и экономии топлива на борту, а также связанные с ними вопросы сокращения выбросов и улучшения состояния окружающей среды особенно актуальны в настоящее время. Проведен краткий обзор литературных источников, посвященных повышению энергоэффективности судов. В результате проведенного анализа выявлено, что вопросы повышения энергоэффективности решаются различными способами, например, конструктивно, путем снижения веса, гидродинамического и аэродинамического сопротивления корпуса, с помощью паруса, создания более совершенных силовых установок. Однако авторами не найдены методы и алгоритмы уменьшения гидродинамического сопротивления и расхода топлива за счет использования избыточного управления. Сделан вывод об актуальности разработки таких систем. Разработано математическое, алгоритмическое и программное обеспечение для имитатора бортового контроллера системы управления движением судна с избыточным управлением, работоспособность и эффективность которых проверена численным моделированием в замкнутой схеме с математической моделью объекта управления для различных типов судов, районов плавания и погодных условий. Проведенные эксперименты подтвердили работоспособность и эффективность разработанного метода, алгоритмического и программного обеспечения и позволяют рекомендовать их для практического использования при разработке математического обеспечения систем управления судами с избыточным управлением.
Use of Simulator Equipment for the Development and Testing of Vessel Control Systems
(2020) Zinchenko, S. M.; Mateichuk, V.; Nosov, P. S.; Popovych, I. S.; Solovey, O.; Mamenko, P.; Grosheva, O.; Зінченко, С. М.; Матейчук, В. М.; Носов, П. С.; Попович, І. С.; Соловей, О. С.; Маменко, П. П.; Грошева, О. О.
One of the ways to reduce human influence on the control process is the development of automated and automatic control systems. Modern control systems are quite complex and require preliminary ground testing. The article considers the issues of creating Imitation Modelling Stand for such control system synthesis and testing. For this reason, a Control System Model was integrated into the local computer network of the navigation simulator NTPRO 5000. The authors of the paper developed and tested software for information exchange between the navigation simulator and the Control System Model. The authors also developed a functional module of collision avoidance with many targets for testing in a closed loop system with virtual training objects. The results showed that the developed Imitation Modelling Stand allowed developing and testing functional modules of the control systems. In comparison with the found analogues, it is easy to include in a closed simulation cycle various models of command devices, actuators, control objects, objects of training scene, weather conditions; it is universal both for solving problems of manual control and for developing and testing automatic and automated control systems; it is not highly specialised and is created at minimal costs. Одним із способів зменшити вплив людини на процеси керування є розробка автоматизованих та автоматичних систем керування. Сучасні системи керування досить складні і вимагають попередніх наземних випробувань. У статті розглянуті питання створення стенду імітаційного моделювання для розробки і тестування таких систем керування. Для цього модель системи керування була інтегрована у локальну обчислювальну мережу навігаційного тренажера NTPRO 5000, розроблене і протестоване програмне забезпечення обміну інформацією між навігаційним тренажером та моделлю системи керування, розроблено функціональний модуль автоматичного розходження з багатьма цілями для тестування у замкнутому контурі з віртуальними об'єктами тренажера. Результати проведеного моделювання показали, що стенд імітаційного моделювання дозволяє розробляти та тестувати функціональні модулі систем автоматичного керування; у порівнянні із знайденими аналогами дозволяє досить легко включати у замкнуту схему моделювання моделі командних приладів, виконавчих пристроїв, об'єктів керування, об'єктів тренажерної сцени, погодних умов; є універсальним як для вирішення задач ручного керування, так і для розробки і тестування автоматичних та автоматизованих систем керування; не є вузькоспеціалізованим і створюється з мінімальними затратами.