|
УПРАВЛЕНИЕ, МОДЕЛИРОВАНИЕ, АВТОМАТИЗАЦИЯ
Прогнозирование рисковых ситуаций крена катамарана в штормовых условиях
И. Ю. Липко Севастопольский государственный университет,
Севастополь, Россия
Аннотация:
Рассматривается проблема неопределенности поведения катамарана во время шторма. Основная опасность неопределенности состоит в величине крена, на который отклонится катамаран, т. к. это может привести к нежелательным последствиям с грузом или корпусом судна. Изучение этой неопределенности рассматривается с двух позиций: исследование управляющих воздействий при реализации наихудших вариантов волнения на этапе выбора системы управления и онлайн-прогнозирование пороговых величин крена. Применяется комплексная модель катамарана и внешних возмущений. Внешние возмущения получаются с помощью формирующего фильтра и линейной аппроксимации спектра Пирсона – Московица, сил и моментов. Исследование качества управления осуществляется путем расчета наиболее вероятных траекторий к заданным пороговым состояниям и последующего их сопоставления друг с другом. Этот расчет выполняется путем решения оптимизационной задачи типа Лагранжа – Понтрягина с функционалом действия в качестве критерия и комплексной модели катамарана и внешних возмущений в качестве уравнения связи. С применением методов теории больших уклонений получены оценки вероятностей движения к пороговым значениям вдоль наиболее вероятных траекторий. Использование этих оценок и сопоставление их с текущим состоянием катамарана позволило реализовать прогноз рисковых ситуаций. Приводятся примеры траекторий, приводящих к пороговым состояниям, для нескольких случаев ветра и курсовых углов судна, полученных при разных контурах управления. При этом видно, что в зависимости от управления возникают колебания, на которые необходимо обращать внимание при проектировании управления. Приводится пример оценки вероятности движения к пороговому состоянию во время качки катамарана. Применение профилей пороговых состояний позволяет не только получить полезную информацию при проектировании систем управления, но и улучшить безопасность мореходства.
Ключевые слова:
катамаран, качка, внешние возмущения, прогноз рисковых ситуаций, профиль пороговых состояний, теория больших уклонений.
Поступила в редакцию: 24.02.2024 Принята в печать: 10.04.2024
Образец цитирования:
И. Ю. Липко, “Прогнозирование рисковых ситуаций крена катамарана в штормовых условиях”, Вестн. Астрахан. гос. техн. ун-та. Сер. управление, вычисл. техн. информ., 2024, № 2, 47–56
Образцы ссылок на эту страницу:
https://www.mathnet.ru/rus/vagtu810 https://www.mathnet.ru/rus/vagtu/y2024/i2/p47
|
Статистика просмотров: |
Страница аннотации: | 4 | PDF полного текста: | 1 |
|