Реєстраційний номер
0522U100028, Докторська дисертація
На здобуття
Доктор технічних наук
Дата захисту
17-12-2021
Статус
Захищена
Назва роботи
Теоретичні та практичні засади автоматизації процесів керування рухом суден на основі відкритих модульних систем
Здобувач
Зінченко Сергій Миколайович, к.т.н.
Керівник Шарко Олександр Володимирович
Консультант Шарко Олександр Володимирович
Опонент Корабльов Микола Михайлович
Опонент Тимченко Віктор Леонідович
Опонент Онищенко Олег Анатолійович
Установа, організація, у вченій раді якої відбудеться/відбувся захист
Херсонський національний технічний університет
Опис
Робота присвячена розробці теоретичних та практичних засад автоматизації процесів керування рухом суден на основі відкритих модульних систем. Об’єкт дослідження - процеси керування рухом суден з використанням відкритих розширюваних модулів автоматичного керування у автоматизованих системах. Метою дослідження є підвищення ефективності автоматизованих систем керування рухом суден за рахунок розвитку науково - технічних основ, принципів і методів створення відкритих, модульних автоматизованих систем з центральним обчислювачем та розширюваними модулями автоматичного керування, розробки моделей, методів та принципів автоматичного керування рухом суден. Методи дослідження, що використовувалися: системний підхід; аналіз і синтез; уявний експеримент; абстрагування, а також методи теорії автоматичного та оптимального керування, при розробці математичного та програмного забезпечення модулів автоматичного керування; методи механіки твердого тіла, гідродинаміки, математичного аналізу та векторної алгебри, при дослідженні полюсу повороту і центру обертання судна; методи диференційного обчислення, при дослідженні перехідних процесів та усталених рухів; методи використання нейронних мереж для побудови математичної моделі судна; методи нелінійної алгебри, при дослідженні надлишкових структур керування; методи числового інтегрування, при проведені математичного моделювання. Вперше розроблено методи формування керувань, у тому числі і оптимальних, які полягають у знаходженні кінцевих формул розрахунку керувань для реалізації руху судна навколо полюсу повороту із заданою боковою та кутовою швидкістю, на відміну від існуючих рішень, забезпечують автоматичне керування рухом судна, що надає можливість суттєво зменшити вплив людського фактору та підвищити ефективність керування; розроблено спосіб керування надлишковими структурами виконавчих пристроїв, які, на відміну від існуючих, використовують надлишковість для підвищення ефективності процесів керування за рахунок: побудови оптимальних керувань, або розщеплення керувань відповідно до вибраного закону; переналаштування надлишкової структури без створення збурюючих сил і моментів на вибрану цільову функцію, що дозволяє підвищити ефективність процесів керування. Удосконалено: положення концепції полюсу повороту, у яких, на відміну від існуючих рішень, розглядається три (а не два) особливих центри – центр гравітації, центр обертання і полюс повороту, полюс повороту розраховується відносно центру обертання, а центр обертання розраховується відносно центру гравітації, із врахуванням поздовжньої швидкості судна, що дає змогу більш точно наблизити розрахункову схему до реальної і зменшити необхідний простір для маневрування; метод синтезу та використання нейромережевої моделі судна у бортовому обчислювачі, який, на відміну від існуючих, передбачає накопичення навчальних та еталонних вибірок у процесі штатної експлуатації судна, періодичне навчання нейромережевої моделі та її подальше використання для задач керування, що дозволяє постійно отримувати актуальні маневрові характеристики судна, підвищити точність керування та значно зменшити фінансові витрати на проведення ходових випробувань; спосіб розходження судна із цілями, що полягає у побудові в бортовому обчислювачі області допустимих параметрів розходження з усіма цілями одночасно, вибору із даної області оптимальних параметрів розходження, та який, на відміну від існуючих, дозволяє розходитися із багатьма небезпечними цілями, включаючи маневруючі, що надає можливість автоматизації процесів розходження, зменшення впливу людського фактору та підвищення ефективності розходження. Галузь використання – на суднах українських та іноземних судновласників, в морських тренажерних центрах, крюінгових компаніях та в освітньому процесі морських навчальних закладів.
Дата реєстрації
2022-01-14
Додано/оновлено в НРАТ
2022-03-09 / 2026-07-01
