Факультет психології, історії та соціології
Permanent URI for this collectionhttps://ekhsuir.kspu.edu/handle/123456789/248
Browse
4 results
Search Results
Item INTELLIGENT SYSTEM CONTROL OF THE VESSEL EXECUTIVE DEVICES REDUNDANT STRUCTURE(2023) Zinchenko, S.; Kobets, V.; Tovstokoryi, O.; Nosov, P.; Popovych, I. S.; Попович, І. С.The article examines the issues of optimal control of vessels with redundant structures of executive devices on the example of an offshore vessel with two stern azimuth control devices (ACD) and a bow thruster. Known technical solutions for optimal control of redundant structures in the aviation, space, marine and other industries. The nearest technical solutions in the shipping are dynamic positioning systems (DP-systems) of manufacturers Navis, Marine Technologies, Rolls Royce, Transas, Consberg. The main purpose of such systems is to maintain the vessel in a given position with the help of active control during work (drilling, cable laying, cargo overloading, etc.). The main components of DP-systems are: sensors for measuring the absolute and relative position of the vessel (DGPS and Reference Systems), onboard computer with software and redundant structures of executive devices. Redundant structures in DP-systems are used to increase the reliability of the automated system. The article developed a method of using redundant structures also for optimization of control processes. The purpose of the work is to automate and optimize the processes of controling vessels with redundant structures of executive devices. On the example offshore vessel with two stern ACD and a bow thruster, optimal controls are considered that ensure: minimum energy consumption for performing DP operations, maximum control forces in the channels of longitudinal and lateral movement, which are used to move away from the platform in the presence of a downwind, as well as reconfiguration of redundant structures. The results of the experiment showed that the optimization of control processes allows to reduce energy consumption by (35–50) % and increase the control forces of the structure in the channels of longitudinal and lateral movement. At the same time, the additional load on the calculation cycle of the on-board controller, caused by the solution of optimization problems, is 25–50 ms, which is within (2.5–5) %.Item PIVOT POINT POSITION DETERMINATION AND ITS USE FOR MANOEUVRING A VESSEL(2022) Zinchenko, S.; Tovstokoryi, O.; Nosov, P.; Popovych, I. S.; Kyrychenko, K.; Зінченко, С. М.; Товстокорий, О.; Носов, П. С.; Попович, І. С.; Кириченко, К. В.The article deals with the use of Pivot Point to optimize vessel control. It is shown that the position of the Pivot Point should be calculated relative to the center of rotation, and not the center of gravity, as previously thought. For the first time, the dependence of the rotation center displacement on the longitudinal speed of the vessel has been obtained. For the linear model of the vessel, the subdomains of admissible controls are constructed, and the special positions of the Pivot Point are analyzed. The dependence of the control distribution coefficient on the position of the Pivot Point is obtained. Optimal controls are considered. The operability and efficiency of the methods have been verified by mathematical modeling. У статті йдеться про використання точки опори для оптимізації керування судном. Показано, що положення точки опори слід розраховувати відносно центру обертання, а не центру ваги, як вважалося раніше. Вперше отримано залежність переміщення центру обертання від поздовжньої швидкості судна. Для лінійної моделі судна побудовано рівні допустимих елементів керування та проаналізовано спеціальні положення точки опори. Отримано залежність коефіцієнта розподілу контролю від положення точки опори. Розглянуто оптимальні засоби керування. Практичність та ефективність методів підтверджено математичним моделюванням.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 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.