Введение к работе
л "*|
'^2Ц Актуальность теми исследования. Совершенствовании правления народным хозяйством - одна из основнії* проблем экономической политики советского государства Возраставшие масштаба производства, усложнение производствпнчих связеЯ гребуот постоянного улучкетш управления нардиши хозяйством к все--яи его отраслями. Решение этой проблеми невозможно без широкого виодрсшш овгоматизировашшх систеи управления.
Гаэаппш. народного хозяйства требует соответству вдзго развития веек видов транспорта, Осіювннии задачами транспорта являются своевременной, полное н качественное удовлетворение потребностей народного хпяйоіва в перевозках и понление экономической объективности его рабпїіі.
В едяной транспортной сети CGGP важкая роль отводятся водному и, в частности, речному транспорту, Зо многих районах страна речноГі флої является основнім видої* транспорта, D текукеЛ пятилетне предусмотрено увеличить оЗьен перевозок речи им транспортом 1«. 9-ИЙ.
Грот оСъема перевозок Грузов аоиег бить осуществлен как sa очєї пополнения флота бо.явиг;гр7зіш;і:і суда»:! и соотавл'п, что потре--Оуеї о'ольших кзпнталышх затрат, так и за счет зовер\:,епствп-аш:я управления и улучшения эксплуатации судов и судовая оксгем.
Одним на факторов, существенно позшпаэцих э'-фектмвкость речного транспорта з условиях научно-технического .прогресса, является внедрение автоизтизиро'шших систсл управления зо все звенья трчпе-цортного процесса.
3 этих целях па речной транспорте разрпЗативаятся иногоурпв-аезыз аэуонатнзйровашшз системы упреэленип! сОьсптзми транспортного процесса - транспортного судна, судоходного конаге, порта, парег.од-сгва к отрасли э целом.
Создание этих снегом призвано обеспечить решение оледувгах основну;: фупициональише задач:
автоматизация провеса управления дгдгяспнеи флота;
автола пізацкз процесог пропуска судов чс-рзз судоходные кштлн;
авго.<ат!!зацчи процесса управления перструэочпш"! процесса*:!!;
автоааінзаціїз препзеса организации, планирования н упраглгния г ру зопе ps.v.o з нами,
Ето и/дет спосоо'сгвогліЧ. репенчт) вктуолъшгс проблей., кок:
поникания безопасности дистопия судов и перевоз:п;нх ими пассажиров н грузов 'по злугретши водним пуг-ли;
улучшение организации движения судов б регионе на трассах водиш пуг ей.
В пароходства?, для целей оперативного управления дда.аниєм судов имеется диспетчерская служба, еходяепл б АСУ отрасли в составе функциональной подсистемы "Диспетчер". В насгояцее время ставится задача создания АСУ судном.с рядом подсистем, в том числе подсисте--кой "Движение", ь которуо входят двикительный, рулевой к влектро-радионавигационный комплексы.
Диспетчер пароходства передает на суда цели движения в виде графиков движения, в которых указывается пункт назначения, путь ' следования, род груза и загрузка судна, скорость движения,
Судоводитель, с одной сторони, воспринимает информации от диспетчера, пароходства, с другой стороны, используя технические средства АСУ судной, координирует работу технологически связанного судового оборудования путей выработки управляющих воздействий, передаваемых на нижние уровни, управления. Таким образом, на уровне судоводителя решается задачи автоматизированного управления судком в целом. Исклпчрние судоводителя-оператора из процесса управления движением судна в настоящее время невозможно.
3 решение проблемы создания систен управления двиаениеь; судна внесли большей вклад работы А.И.Басина, С.Я.Березина, С.А,Попова, А.VI,Родионова, Г.В.Соболева, Б.А.Тешена, И.Р.Фрейдэонп, А.А.Яку-шен: .га к др.
Произведенны.1 анализ сущеетвуюиих систем управления движение» судов показал, что качесгво управления, во-инэгои, зависит от забора значения параметров настройки систен управления я что для повышения действенности втих оисге;; необходимо осуществлять параметрическую настройку регуляторов в зависимости от изменявшихся условий эксплуатации.
2тк вопроси в настоящее время теоретически изучены недостаточно. Существующие модели водоивмещающего судка,' предложенное для решения задач автоматизации судоведения, построены для определенных условий. Поэтому они не могут быть непосредственно ксьользтаїліи для решения задач нас тройки.Не разработаны алгоритмы настройки систем управления движением судка в зависимости от глубины фарватера, скорости и ь-грузкй судна.
Отмеченние обстоятельства определили актуальность и выбор темы исследования.
Цель и о сд е л о в S в й J - разработка модельно-
информационного комплекса подсистемы "Движение" АСУ судном внутреннего плавания для параметрической настройки систем управления дви-урниєи її зависимое їй от условия эксплуатации (глубины" судового хода, оі'прпсги движения, загрузки судна).
Для достижения поставленной цели были сформулированы и реаенн еледушцие основные задачи:
анализ и определение места и значения автоматизированной системы управления движением судна в интегрир-ванноЛ АСУ движением флота;
разработка математического и информационного обеспечения, включающего: "подели судна как объекта настройки, алгоритми настройки и их конкретизацию для управления курсом и режимами продольного движения;
построение характеристик настройки, экспериментальная проверка И внедрение методики настройки.
Об і е j і исследования - процесс управления движением транспортных судов на внутренних водных путях.
Предмет исследования - комплекс математических моделей и алгоритмов автоматизированного управления движением транспортного судна на внутренних годных путях, в том числе модели и алгоритмы параметрической настройки систем управления движением в зависимости от условий эксплуатации.
Методы исследования. При проведении исследований в работе в качестве концепции рассмотрения структуры автоматизированной системи управления отрасль», пароходством и суд-пом был принят многоуровневый системный подход, используемый в общей теории систем. Использовались методы теории автомагического управления, идентификации, статистического анализа, методы синтеза оптимальных регуляторов и математического моделирования. Расчеты выполнялись с применением ЭВМ по програмна», составленным автором. Для получения исходного статистического материала проведены зкепе-риментальные исследования судов в условиях нормальной эксплуатации.
Научную в о ) и э н j составляв г следующие результати диссертационного исследования, выносимые авторам на защиту:
разработан системный модельно-ин^оркациошшй комплекс для подсистемы управления движением в АСУ судно;;. При этой:
получены структура и параметры моделей судна как объекта управления движением для целей настройки, даик аналитическое описание и количественные зависимости коэффициентов моделей от глуоины
судового хода, скорости, загрузки судна и угла кладки руля;
предлонен и обоснован алгоритм параметрической настройки, позволяющий получать характеристики оп«ыа,.ышх значений настраиваемых параметров систем /правлен..я движением для различных условий плавания;
получены для систем управления ремимами продольного движения аналитические зависимости и разработана номограммы, свяаивовцие настроечные параметри регуляторл с веоознмг коэффициентами критерия настройки и показателями .(ачестна системы управления; номограммы позволяит однозначно определять область и значения настраиваемых параметров;
разработаны для управления курсом судна в аналитической форме зависимости настроечных параметров авторулевого в функции условий эксплуатации при заданных требованиях к качеству переходного процесса.
Л п а к т и " е с к а я ценность и реализация результатов исследования. Предложенный комплекс моделей, алгоритмов, полученные аналитические зависимости дня определения параметров могут бить использованы при разработке подсистемы "Движение" ь АСУ судно*, а также при проектировании микропроцессорных адаптивних снегом управления движением судов -внутреннего и смешанного плавания.
Разработаны методические указания, где лани количественные рекомендации по настрелке авторулевого в зависимости от глубина судового хода, окороти и загрузки судна, в соответствий с которыми обеспечивается переходный процес", без перерегулирования с минимальным вреиенем, снижается рыскание судна от ГО до МОХ, уменьшается число кладок руля до 30/1, что приводит к увеличений ьксплуагакиоп-ной скорости, экономил топлива ., повышает безопасность плавания.
Лс'одика параметрической настройки авторулевых в зависимости от условии плавания пропіла опытное ыюдренпе і! исполизуєїся на судах Бело.чорско-^некского пароходства (мпа "БалгЫский" и "Оорі.юч-ския"), а также на ряде судов Сссеро-За адного речного пароходст-
Апробация основных результатов работы. Основные результаты рабоїн докладывались и пояснительно оценивались на:
УП Зоеоопэной научно-техничгзкои конференции "Проблемы комплексной автоматизации судоь^х технических средств", І9Є9 г.;
научн~-техничесних конференциях профессорско-преподавательского состава ЛИВТа, 197'* - 1988 гг.;
конференциях молодых научных работников ЛИВТа сое.єсїно с Ленинградский оассейновым научно-техническим обществом водного транспорты, 1972 - 1977 гг.
