Введение к работе
Актуальность проблемы. Кошельковый лов, на долю которого приходится 12-13% добываемой рыбы (сардина, скумбрия, ставрида, тунец, сельдь, камса, ^сосевые), и в будущем б^дет оставаться одним из основных видов океанического рыболовства.
Эффективная работа судов добывающего флота пыбной промышленности в большой степени зависит от уровня их автоматизаь. .и. Существенные результаты повышения уровня могут быть получены благодаря использованию автоматизированных истем управления технологическими процессами. Опыт разработки и эксплуатации таких систем на флоте свидетельствует о повьекниии производительности качества работы. В частности, автоматизация процес а кошелькового лова позволит сократить расходы на ^'хшлуатащш добывающего Флота за счет сокращения проловов,которые достигают 50% .
Кошельковый лов характеризуется сложным взаимодействием экипажа с технологическим объектом управления , котої .їй включает в свой состав кошельковый невод и судно, осьыденное промысловыми механизмами, навигационной и рыбопоисковой аппаратурой. Процесс кошелькового лова состоит из нес эльких этапов, большинство из которых требует обработки бол; гаго потока входной информации и выдачи упра; іяющих воздействий в коротім Л промежуток времени. Необходимо также отметить г "щоственное изменение динамигаї судна на этом этапе. Результатом .этого являемся большое число проловов и аварий с орудием лова.
Оптимизигл ать процесс управления судном и ликвидировать разрыв межгу количеством информации и возможностью ее испс ьзо-вания могут микропроцессорные системы, обладающие невысокой стоимостью и большой функциональной гибкостью. Развитие микропроцессорных средств открывает большие возможности "ри создании АСУ та
Таким образом, создание автоматизированной системы управления судном на кошельковом лове является актуальной научно-технической задачей.
Работы по созданию автоматизированной системы управления судном на кошельковом лове проводились в соответствии с планами контрагентских хоздоговорных НИР для НПО промрыболовства, г. Калининград, на основании решении научно-технического совета Министерства рыбного хозяйства.
Цель работы. Целью данной работы является разработка алгоритмов и устройств, обеспечивающих выработку заданной траектории, стабилизацию движения по ней судна и повышающих, таким образом, эффективность кошелькового лова. .
Для достижения по:, гавленной цели в диссертационной работе решены следующие еадачи:
разработка структуры системы автоматизированного управления (САУ) судном при замете невода;
формирование заданной траєкторій двиікєния;
стабилизация движения судна по заданной траектории;
стабилизация судна на конечном участке траектории, характеризующегося интенсивным торможением;
определение способа коррекции нелинейной модели судна по результатам экспериментальных данных;
разработка методики оптимизации регулятора.
Методы исследования. Теоретические, исследования проводились с использованием элементов математического анализа,матричной алгебры, теории дискретных систем, адаптивных систем и теории идентификации. Экспериментальные исследования проводились на ЦЕМ, макетированием отдельных'узлов, блоков и вс^й системы.
Натурные, исследования прводились на прмьюловых судах для снятия их характеристик и испытания системы'управления.
Новые научные результаты, выносимые на зашиту:
-
Алгоритмическая структура CW движением судна при замете кошелькового невода.
-
Алгоритма формирования оптимальной траектории и стабилизации движения по ней судна при замете невода.
1,. Методика коррекции нелинейной модели судна, совершающего сильный маневр, по результатам натурных испытаний.
4. Методика параметрической оптимизации регулятора с боль-
зіим числом настраиваемых параметрол
5, Функциональная схема ОАУ движением судна при замете
невода
6. Пакет програш для расчета динамических характеристик
судна, параметров регулятора и имитационного моделирования
процессов управления судном, совершающего сильный мг.иенр.
Практическая ценность:
-
Разработанная математическая модель процесса управления траекторией движения судна позволяет производить комплексное исследование качества управления при изменяющихся условиях эксплуатации и смене орудия лова.
-
Разработанный метод настройки коэффициентов математической модели судна позволяет производить параметрический синтез регулятора курса без дополнительной оптимизации.
-
Предложенный алгоритм управления судном при замете кошелькового невода допускает простую замену способа формирования заданной траектории !. сохраняет работоспособность при потере акустического контакта с косяком .
-
Разработанная методика оценки допустимого диапазона параметров регулятора курса может быть исаользогала для выбора параметров САУ, минимально чувствительной к изменению внешних условий. ;
-
Разработанный пакет программ на языке "QASIC-2" может быть использован для автоматизированного проектирования САУ траекторией движения судна в редаме сильного маневра.
Внедрение результатов работы. Основные результаты диссертационной работы использованы при разработке макетного образца АСУ ТП "Пелені". Элементы системы прошли морские испытания, структура автоматизированной системы, алгоритмы работы, устройства связи между управляющей ЭВМ и пудовыми системами внедрены в НПО проырыбо-звства (г. Калининград).
Научные и практические резу-.и-таты внедрены в учебном процессе в ДВГТУ.
Апробация работы. Материалы диссертационной работы докла дывались и обсуждались на:
VII Всесоюзном совещании "Автоматизация процессов управления техническими средствами исследования и освоения мирового океила". г. Калининград, 1981..;
Всесоюзной научно-технической конференции "Физико-математическое моделирование при решеь.и проблем гидромеханики и динамики судов", г. Ленинград, 1989г.;
нау до-технических конференциях профессорско-преподавательского состава ДВГТУ 1987-89г;
Публикации. По теме дисоер* ции .опубликовано 6 печатных работ и получено авторское свидетельство на способ и устройство . д^я его реализации.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и приложения, общим объемом 162 страницы, .яложена на 125 страницах. Работа содержит 43 рисунка, рписок литературы, включающий, 105 наименований.