Факультет психології, історії та соціології
Permanent URI for this collectionhttps://ekhsuir.kspu.edu/handle/123456789/248
Browse
3 results
Search Results
Item SOLUTION OF THE PROBLEM OF OPTIMIZING ROUTE WITH USING THE RISK CRITERION(2022) Mamenko, P.; Zinchenko, S.; Kobets, V.; Nosov, P.; Popovych, I. S.; Маменко, П. П.; Зінченко, С. М.; Кобець, В. М.; Носов, П. С.; Попович, І. С.The aim of the work is to determine the conditions of optimality in the task of plotting the course of the vessel and the operation of divergence of vessels in conditions of intensive navigation. The need for such work is dictated, firstly, by an increase in the intensity of shipping and, secondly, by the emergence of autonomous ships and transport systems, the traffic control algorithms of which obviously require an optimal approach. The criterion of optimality in problems of this class is the expected risk, one of the components of which is the risk of collision of ships. Based on the analysis of methods for constructing ship divergence algorithms, the task is to find a control algorithm that delivers the best results for all participants in the operation. This formulation of the task greatly facilitates the forecast of the actions of all participants in the discrepancy and is especially expedient in the case of participation in the operation of an autonomous system or a ship with which no contact has been established. Theoretically, the task belongs to the most difficult class of control problems - optimal control of a distributed dynamic system with a vector - a goal functional [3, 5, 8, 13–15]. The ability to obtain a general solution to the task of optimal ship control makes this study expedient. Метою роботи є оптимізація прокладки маршруту судна та операцій розходження суден в умовах інтенсивної навігації. Потреба у такій роботі пояснюється тим, що за останні роки суттєво збільшилась інтенсивність судноплавства, а також з’явилися автономні судна і транспортні системи, алгоритми керування якими орієнтовані на оптимізацію процесів керування. У задачі, що розглядається, критерієм оптимальності є очікуваний ризик як у задачі прокладки маршруту, так і у задачі розходження суден. Базуючись на існуючих методах, задачею дослідження є синтез такого алгоритму розходження, який забезпечив би найкращий результат для усіх учасників операції. Таке формулювання завдання суттєво полегшує прогноз дій усіх учасників операції, особливо у випадках участі у розходженні автономної системи чи судна, з яким не встановлено контакту. Теоретично задача належить до найбільш складного класу задач оптимального керування з цільовим вектор-функціоналом. Можливість отримати рішення такої задачі робить дане дослідження дуже важливим.Item IMPROVING THE ACCURACY OF AUTOMATIC CONTROL WITH MATHEMATICAL METER MODEL IN ON-BOARD CONTROLLER(2020) Zinchenko, S. M.; Mateichuk, V. M.; Nosov, P. S.; Popovych, I. S.; Appazov, E. S.; Зінченко, С. М.; Матейчук, В. М.; Носов, П. С.; Попович, І. С.; Аппазов, Е. С.; Зинченко, С. Н.; Матейчук, В. Н.; Попович, И. С.; Аппазов, Э. С.Context. The article discusses the issues of increasing the accuracy of automatic control of a moving object using a mathematical model of a meter and a device observing measurement errors in the on-board controller of the control system. The object of the research is the processes of automatic control of a moving object with a mathematical model of a meter and a device observing measurement errors in the on-board controller of the control system. The subject of the research is a method and algorithms for increasing the accuracy of automatic control of a moving object with a mathematical model of a meter and a device observing measurement errors in the on-board controller of the control system. Objective. The aim of research is an improving the accuracy of automatic control of a moving object. Method. This aim is achieved through the use in the on-board controller of the control system of the mathematical meter model and the observing device built on its basis, the estimation of the useful component and the systematic error, depending on the motion parameters of the controlled object, using only the useful component for control, without systematic error. Results. A method and algorithms for increasing the control accuracy of a moving object through the use in the on-board controller of a mathematical meter model and an observer of systematic measurement errors, built on its basis, have been developed. The efficiency and effectiveness of the developed method and algorithms were confirmed by mathematical modeling in the MATLAB environment of the control processes of a moving object in a closed circuit with a control system. Conclusions. The results of mathematical modeling confirmed the operability and efficiency of the proposed method and algorithms and allow them to be used for practical purposes in the development of mathematical support for high – precision automatic control systems. Актуальність. У статті розглянуті питання підвищення точності автоматичного керування рухомим об’єктом з використанням математичної моделі вимірювача та спостерігаючого за похибками вимірювання пристрою у бортовому контролері системи керування. Об’єктом дослідження є процеси автоматичного керування рухомим об’єктом з математичною моделлю вимірювача та спостерігаючого за похибками вимірювання пристрою у бортовому контролері системи керування. Предметом дослідження є метод і алгоритми підвищення точності автоматичного керування рухомим об’єктом з математичною моделлю вимірювача та спостерігаючого за похибками вимірювання пристрою у бортовому контролері системи керування. Мета. Метою дослідження є підвищення точності автоматичного керування рухомим об’єктом. Метод. Дана мета досягається за рахунок використання у бортовому контролері системи керування математичної моделі вимірювача і спостерігаю чого пристрою, побудованого на її основі, оцінки корисної складової і систематичної похибки вимірювання, що залежить від параметрів руху об’єкта керування, використання для керування тільки корисної складової без систематичної помилки вимірювання. Результати. Розроблено метод і алгоритми підвищення точності автоматичного керування рухомим об’єктом за рахунок використання у бортовому контролері системи керування математичної моделі вимірювача і спостерігаючого пристрою, побудованого на її основі. Працездатність та ефективність розробленого методу і алгоритмів перевірені математичним моделюванням у середовищі MATLAB процесів керування рухомим об’єктом у замкнутій схемі із системою керування. Висновки. Результати математичного моделювання підтверджують працездатність і ефективність запропонованого методу та алгоритмів і дозволяють рекомендувати їх для практичного застосування при розробці математичного забезпечення високоточних систем автоматичного керування рухом. Актуальность. В статье рассмотрены вопросы повышения точности автоматического управления подвижным объектом с использованием математической модели измерителя и наблюдающего за ошибками измерения устройства в бортовом контроллере системы управления. Объектом исследования являются процессы автоматического управления подвижным объектом с математической моделью измерителя и наблюдающего за ошибками измерения устройства в бортовом контроллере системы управления. Предметом исследования являются метод и алгоритмы повышения точности автоматического управления подвижным объектом с математической моделью измерителя и наблюдающего за ошибками измерения устройства в бортовом контроллере системы управления. Цель. Целью исследования является повышение точности автоматического управления подвижным объектом. Метод. Данная цель достигается за счет использования в бортовом контроллере системы управления математической модели измерителя и наблюдающего устройтва, построенного на ее основе, оценки полезной составляющей и систематической ошибки измерения, зависящей от параметров движения объекта управления, использования для управления только полезной составляющей без систематической ошибки измерения. Результати. Разработан метод и алгоритмы повышения точности автоматического управления подвижным объектом за счет использования в бортовом контроллере системы управления математической модели измерителя и наблюдающего устройтва, построенного на ее основе. Работоспособность и эффективность разработанного метода и алгоритмов проверены математическим моделированием в среде MATLAB процессов управления подвижным объектом в замкнутой схеме с системой управления. Выводы. Результаты математического моделирования подтверждают работоспособность и эффективность предложенного метода и алгоритмов и позволяет рекомендовать их для практического применения при разработке математического обеспечения высокоточных систем автоматического управления движением.Item IMPROVING THE ACCURACY AND RELIABILITY OF AUTOMATIC VESSEL MOUTION CONTROL SYSTEM(2020) Popovych, I. S.; Zinchenko, S. M.; Ben, A. P.; Nosov, P. S.; Mamenko, P. P.; Mateichuk, V. M.; Зінченко, С. М.; Попович, І. С.; Бень, А. П.; Носов, П. С.; Маменко, П. П.; Матейчук, В. М.; Попович, И. С.; Зинченко, С. Н.; Матейчук, В. Н.Context. There were considered the issues of improving the accuracy and reliability of automatic vessel motion control systems in conditions of large deviations in sensors measurements during maneuvering and failures of sensors and actuators. The object of research is the process of automatic vessel motion control in conditions of large deviations in sensors measurements during maneuvering and failures of sensors and actuators. The subject of research is a method and algorithms for improving the accuracy and reliability of auto-matic vessel motion control systems in conditions of large deviations in sensors measurements during maneuvering and failures of sen-sors and actuators. Objective. The aim of the research is development a method and algorithms for improving the accuracy and reliability of automatic vessel motion control systems in conditions of large deviations in sensors measurements during maneuvering and failures of sensors and actuators. Method. This goal is achieved by using in onboard controller of the automatic vessel motion control systems an observer to estima-tion the parameters of the state vector in the linear motion channel by measurements of linear speed and position sensors; estimation the parameters of the state vector in the angular motion channel by measurements of rotational speed and angular position sensors; continu-ous monitoring of the measured information by comparing it with the obtained estimations; correction estimations in the linear motion channel by measurements of linear speed and position sensors that have passed control; correction estimations in the angular motion channel by measurements of rotational speed and angular position sensors that have passed control; formation of a sensor failure in the linear motion channel ( linear speed sensor or position sensor ), if its measurements differ from the corresponding estimations for a greater than permissible value, to parry the failure in the linear motion channel by disconnecting the failed sensor from the observer and further estimation according to another sensor working in pairs; formation of a sensor failure in the angular motion channel ( rotation speed sensor or angular position sensor ), if its measurements differ from the corresponding estimations for a greater than permissible value, to parry the failure in the angular motion channel by disconnecting the failed sensor from the observer and further estimation ac-cording to another sensor working in pair; formation of an actuators failure in the linear motion channel ( engine, automation or other device) if a simultaneous or sequential failure of both sensors were detected - linear speed sensor and position sensor, actuator failure alarm in the linear motion channel; formation of an actuators failure in the angular motion channel ( rudders, drives, other devices ) if a simultaneous or sequential failure of both sensors were detected — rotation speed sensor and angular position sensor, actuator failure alarm in the angular motion channel. This method and algorithms make it possible to improve the accuracy and reliability of automatic vessel motion control processes in conditions of large deviations in sensors measurements during maneuvering and failures of sensors and actuators. Results. The proposed method and algorithms for improving the accuracy and reliability of automatic vessel motion control sys-tems in conditions of large deviations in sensors measurements during maneuvering and failures of sensors and actuators were verified by mathematical modeling in the MATLAB environment of the control object movement in a closed circuit with a control system for various types of vessels, navigation areas, weather conditions and cases of large deviations in sensors measurements during maneuver-ing and failures of sensors and actuators. Conclusions. The results of mathematical modeling confirmed the efficiency of the developed method and algorithms and allow to recommend them for practical use in the development of mathematical support for automatic vessel motion control systems in conditions of large deviations in sensors measurements during maneuvering and failures of sensors and actuators. Актуальність. Розглянуті питання підвищення точності і надійності систем автоматичного керування рухом судна при значних відхиленнях вимірюваної сенсорами інформації у процесі маневрування судна та при відмовах сенсорів і виконуючих пристроїв. Об’єктом дослідження є процес автоматичного керування рухом судна при значних відхиленнях вимірюваної сен-сорами інформації у процесі маневрування судна та при відмовах сенсорів і виконуючих пристроїв. Суб’єктом дослідження є метод і алгоритми підвищення точності і надійності систем автоматичного керування рухом судна при значних відхиленнях вимірюваної сенсорами інформації у процесі маневрування судна та при відмовах сенсорів і виконуючих пристроїв. Мета. Метою дослідження є розробка методу та алгоритмів підвищення точності і надійності систем автоматичного керу-вання рухом судна при значних відхиленнях вимірюваної сенсорами інформації у процесі маневрування судна та при відмовах сенсорів і виконуючих пристроїв. Метод. Ця мета досягається за рахунок використання у бортовому контролері системи автоматичного керування рухом судна оцінювача параметрів вектору стану у каналі лінійного руху по даним вимірювання лінійної швидкості і переміщення; оцінювання параметрів вектору стану у каналі кутового руху по даним вимірювання кутової швидкості і переміщення, постій-ного контролю за достовірністю вимірюваної інформації шляхом її порівняння з отриманими оцінками параметрів вектору стану; коригування оцінок у каналі лінійного руху по виміряним сенсорами даним лінійної швидкості і лінійного переміщення, що пройшли перевірку; коригування оцінок у каналі кутового руху по виміряним сенсорами даним кутової швидкості і куто-вого переміщення, що пройшли перевірку; формування відмови датчика у каналі лінійного руху ( датчика лінійної швидкості або датчика лінійного переміщення ), якщо його вимірювання відрізняються від оцінок на величину більшу допустимої, пари-рування відмови датчика у каналі лінійного руху шляхом його відключення від оцінювача та подальшого оцінювання по ін-формації іншого датчика, що працює з ним у парі; формування відмови датчика у каналі кутового руху ( датчика кутової шви-дкості або датчика кутового положення ), якщо його вимірювання відрізняються від оцінок на величину більшу допустимої, парирування відмови датчика у каналі кутового руху шляхом його відключення від оцінювача та подальшого оцінювання параметрів по інформації іншого датчика, що працює з ним у парі; формування відмови по управлінню у каналі лінійного руху ( силової установки, автоматики або іншого виконуючого пристрою ), якщо одночасно, або послідовно, через невеликий про-міжок часу, зафіксована відмова обох датчиків ( лінійної швидкості і лінійного переміщення ), формування алярму про відмо-ву управління у каналі лінійного руху; формування відмови по управлінню у каналі кутового руху ( керма, приводів, інших виконуючих пристроїв ), якщо одночасно або послідовно, через невеликий проміжок часу, зафіксовано відмову обох датчиків ( кутової швидкості і кутового переміщення ), формування алярму у каналі управління кутовим рухом. Даний метод та алго-ритми дозволяють підвищити точність та надійність автоматичної системи керування рухом судна при значних відхиленнях вимірюваної сенсорами інформації у процесі маневрування та при відмовах сенсорів і виконуючих пристроїв. Результати. Запропонований метод і алгоритми підвищення точності і надійності систем автоматичного керування рухом судна були перевірені математичним моделюванням у середовищі MATLAB процесів керування рухом судна у замкнутій схемі із системою керування для різних типів суден, районів плавання, погодних умов, випадків значних відхилень вимірюва-ної інформації при маневруваннях та відмов сенсорів і виконуючих пристроїв. Висновки. Результати проведеного математичного моделювання підтвердили працездатність та ефективність запропоно-ваного метода і алгоритмів та дозволяють рекомендувати їх для практичного використання при розробці математичного за-безпечення бортових контролерів систем автоматичного керування рухом суден, що працюють в умовах значних відхилень вимірюваної інформації у процесі маневрування та в умовах відмов сенсорів і виконуючих пристроїв. Актуальность. Рассмотрены вопросы повышения точности и надежности систем автоматического управления движением судна в условиях повышенных ошибок измерений при маневрировании и отказов сенсоров и исполнительных устройств. Объектом исследования является процесс автоматического управления движением судна в условиях повышенных ошибок измерений при маневрировании и отказов сенсоров и исполнительных устройств. Субъектом исследования является метод и алгоритмы повышения точности и надежности систем автоматического управления движением судна в условиях повышенных ошибок измерений при маневрировании и отказов сенсоров и исполнительных устройств. Цель. Целью исследования является разработка метода и алгоритмов повышения точности и надежности систем автома-тического управления движением судна в условиях повышенных ошибок измерений при маневрировании и отказов сенсоров и исполнительных устройств. Метод. Эта цель достигается за счет использования в бортовом контроллере системы автоматического управления движе-нием судна наблюдающего устройства для оценки параметров вектора состояния в канале линейного движения по данным измерений линейной скорости и перемещения; оценивания параметров вектора состояния в канале углового движения по дан-ным измерений угловой скорости и углового перемещения, постоянного контроля за достоверностью измеряемой информа-ции путем ее сравнения с полученными оценками параметров вектора состояния; корректировки оценок в канале линейного движения по измерениям линейной скорости и линейного перемещения, которые прошли контроль; корректировки оценок в канале углового движения по измеряниям угловой скорости и углового перемещения, которые прошли контроль; формирова-ние отказа датчика в канале линейного движения ( датчика линейной скорости или датчика линейного перемещения ), если его измерения отличаются от оценок на величину, большую допустимой, парирование отказа датчика в канале линейного движе-ния путем его отключения от наблюдателя и дальнейшего оценивания по информации другого датчика, что работает с ним в паре; формирование отказа датчика в канале углового движения ( датчика угловой скорости или датчика углового перемеще-ния ), если его измерения отличаются от оценок на величину, большую допустимой, парирование отказа датчика в канале углового движения путем его отключения от наблюдателя и дальнейшего оценивания по информации другого датчика, что работает с ним в паре; формирование отказа по управлению в канале линейного движения ( силовой установки, автоматики или другого исполнительного устройства ), если одновременно или последовательно, через небольшой промежуток времени, выявлены отказы обеих датчиков ( линейной скорости и линейного перемещения ), формирование аларма об отказе управле-ния в канале линейного движения; формирование отказа по управлению в канале углового движения ( руля, приводов, авто-матики или другого исполнительного устройства ), если одновременно или последовательно, через небольшой промежуток времени, выявлены отказы обеих датчиков ( угловой скорости и углового перемещения ), формирование аларма об отказе управления в канале углового движения. Данный метод и алгоритмы позволяют повысить точность и надежность систем ав-томатического управления движением судна в условиях повышенных ошибок измерений при маневрировании и отказов сен-соров и исполнительных устройств. Результати. Предложенный метод и алгоритмы повышения точности и надежности систем автоматического управления движением судна были проверены математическим моделированием в среде MATLAB процессов управления движением суд-на для различных типов судов, районов плавання, погодних условий, случаев повышенных ошибок измерений при маневриро-вании и отказов сенсоров и исполнительных устройств. Выводы. Результаты проведенного математического моделирования подтверждают работоспособность и эффективность предложенного метода и алгоритмов и позволяют рекомендовать их для практического использования при разработке мате-матического обеспечения бортовых контроллеров систем автоматического управления движением судов, которые работают в условиях повышенных ошибок измерений при маневрировании и отказов сенсоров и исполнительных устройств.