Содержание
Введение
Глава 1. Анализ современного состояния идентификации комплекса судно трал. Описание методов планирования активного эксперимента для идентификации судового комплекса
1.1. Современное состояние аналитических и экспериментальных исследований комплекса судно трал
1.2. Основные этапы и принципы планирования активного экспе римента
1.2 1. Выбор факторного пространства и кодирование переменных
1.2.2. Регрессионный анализ математической модели
1.2.3. Выбор оптимальных планов для исследования СК
1.3. Планы эксперимента для построения линейных и неполных квадратичных моделей
1.4. Планы экспериментов для построения квадратичных моделей Выводы к главе
Глава 2. Планирование эксперимента для обработки априорной информации
2.1. Особенности использования МПАЭ для обработки априорной информации
2.2. Примеры построения математических моделей по априорной информации
2.3. Преобразование полиномиальной модели Выводы к главе
Глава 3. Построение математических моделей по натурным испыш таниям судна в режиме свободного хода
3.1. Построение линейной модели судна
3 2. Планирование эксперимента для построения квадратичных полиномов
3.2.1. Ортогональный центральный композиционный план второго порядка.
3.2.2. Использование несимметричного плана эксперимента для построения моделей судна в режиме свободного хода
Выводы к главе 3
Глава 4. Построение математической модели комплекса судно трч по результатам натурного эксперимента
4.1. Особенности комплекса судно трал как объекта испытаний
4.2. Обработки результатов испытаний
4.3. Построение математической модели ваерной траловой ле
бедки
4.4. Методы оптимизации параметров элементов комплекса в динамическом режиме работы
4.4.1. Описание метода последовательного симплексного планирования
4.4.2. Применение последовательного симплексного планирования
для поиска оптимальных параметров настройки авторулевого
Выводы к главе 4
Заключение
Библиографический список использованной литературы
Приложения
г
Введение
Из множества задач, решаемых судоводителем при управлении судном, являются задачи повышения эффективности работы энергетических установок, улучшения их экономических показателей, повышения надежности работы и увеличения срока службы, снижения аварийности, более полного и рационального использования мощности в различных режимах работы
При неудачном выборе режима работы гребной установки перерасход топлива на работу главного двигателя может достигать по с равнению с минимальным расходом ,.
В связи с развитием глубоководного прицельного пелагического лова скоростных пород рыб наиболее остро встал вопрос повышения эффективности работы рыболовных траулеров, рационального использования энергетических возможностей промысловых судов, выбора орудий лова, обеспечивающих необходимые скорости траления при номинальной загрузке главного двигателя и траловых лебедок.
Судоводителюпромысловику, которому предстоит с наименьшими затратами и в кратчайший срок найти, оценить и успешно обловить пелагическим тралом рыбный косяк или сравнительно небольшие скопления необходимо, наблюдая обстановку, сделать правильные выводы, принять оптимальное решение и выполнить его быстро, точно и безопасно .
При проведении прицельного лова судоводителюпромысловику необходимо решать ряд конкретных задач, связанных с наведением трала на рыбные скопления. Необходимо определять вид и величину управляющего воздействия на трал, чтобы при заданной скорости движения судна трал шел на заданной глубине, учитывать, достаточна ли будет при этом мощность энергетической установки, каково должно быть положение рукоятки управления главным двигателем и ВРШ. Судоводитель должен решать вопрос, можно ли с помощью ваерной траловой лебедки или увеличением скорости судна поднять трал на новую глубину, не рискуя перегрузить траловую лебедку, главный двигатель или посадить трал на грунт.
Решение этих задач требует совместного анализа тяговоскоростных характеристик судна, трала и траловой лебедки, составляющих единый судовой комплекс судно трал, наличия и быстрой переработки большого количества
информации, представления ее в форме, удобной для практического использования.
Исследованию траловых систем трал с оснасткой, ваера, ваерная лебедка посвящено большое число теоретических и экспериментальных работ 4, 5, , , , , , , , , , , , , , . Например, для расчета системы судно трал предложено более шести физикоматематических моделей разной сложности однозвенная маятниковая без учета инерции судна двухзвенная маятниковая без учета инерции судна однозвенная маятниковая с учетом инерции судна двухзвенная маятниковая с учетом инерции трала, траловых досок и судна многозвенная маятниковая с учетом инерции трала, траловых досок, ваеров, корпуса судна, лебедок тросовая с учетом инерции трала, корпуса судна, гребной установки и лебедки.
Указанные модели в большей или меньшей степени отражают реальную траловую систему или систему судно трал и позволяют производить ее расчет, как при стационарных, так и при переходных режимах работы. Однако, сложные модели, будучи более адекватными реальной системе, менее приемлемы на промысле. Например, многозвенная физикоматематическая модель судно трал позволяет определять траекторию трала и судна, изменение их скорости и другие параметры в зависимости от длины ваера, сопротивления судна, путем численного интегрирования дифференциальных уравнений движения трала, количество которых зависит от числа шарнирных звеньев, заменяющих ваер
При числе звеньев число уравнений равно 6. Проверка адекватности такой модели является проблематичной. Поэтому в настоящее время широкое распространение получила наиболее простая однозвенная маятниковая модель, которая используется для решения ряда задач. Однако серьезным недостатком этой модели является значительная погрешность получаемых результатов
Для математического описания тяговоскоростных характеристик тралов, тарировочных диаграмм тралов, характеристик привода ваерных лебедок предложен ряд теоретических моделей. В частности, решение задачи определения формы ваера с учетом всех действующих на него сил, установления длины вытравленного ваера при заданной глубине погружения изложено в работах 3, , , . Предложенные зависимости используются в основном при проектировании орудий лова, поскольку даже упрощенные формулы, например,
формулы М. М. Розенштейна и Г. В Алексеева , требуют значительной вычислительной работы и поэтому неприемлемы на промысловых судах. Судоводителю необходимы более простые математические зависимости, позволяющие оперативно решать основные задачи, возникающие в процессе лова рыбы.
Попытки описать поведение трала в воде аналитическими методами были предприняты многими исследователями. Однако все они, так или иначе, были связаны с экспериментальным определением коэффициентов пропорциональности или показателей степени без описания проведения самого эксперимента.
Ввиду недостаточной изученности характеристик судового комплекса СК, сложности описания взаимодействия судна, трала и среды, в которой они осуществляют движение, широкое распространение получили экспериментальные методы.
Наиболее эффективным подходом к анализу и математическому описанию ОУ является сочетание теоретических и экспериментальных методов исследования.
Для получения выборочных оценок коэффициентов регрессии можно организовать проведение эксперимента двумя различными способами. Первый способ состоит в том, что исследователь дат возможность некоторым произвольным образом изменяться условиям, в которых протекает процесс, фиксирует эти условия и соответствующий им результат. Эксперимент, организованный по такой схеме, называется пассивным.
Второй способ состоит в том, что экспериментатор изменяет условия по специально разработанной программе и фиксирует только те результаты, которые получены при этих заранее предусмотренных условиях. Эксперимент, организованный по второй схеме, называется активным. Каждый из этих способов имеет свои преимущества и недостатки, достаточно полно рассмотренные в работах , , , , , , .
В тех случаях, когда по условиям технологического процесса нельзя нарушать режим путем подачи на вход объекта сигналов определенной величины, для определения его характеристик используют методы пассивного эксперимента. Метод пассивного эксперимента сводится к регистрации большого числа случайных изменений входных величин х и соответствующих им изменений выходной величины у Для обработки результатов наблюдений используют аппарат корреляционного и регрессионного анализа.
В отличие от пассивного эксперимента активный эксперимент предполагает целенаправленное воздействие на объект с целью получения его математического описания. При этом большое внимание уделяется тонированию эксперимента.
Наиболее достоверная информация о характеристиках СК может быть получена путем проведения натурных испытаний. Основной целью натурных испытаний промысловых судов является определение энергетических возможностей судовой энергетической установки и траловых лебедок при пелагическом глубоководном тралении и выработка рекомендаций по выбору режимов работы комплекса.
Натурные испытания судовых комплексов, в том числе комплекса судно дизель ВРШ ваерная лебедка трал судно трал связаны со значительными затратами времени, материальных и людских ресурсов. Поэтому возникает необходимость в организации испытаний как тонируемого научного эксперимента, повышении эффективности и качества испытаний, в улучшении формы представления информации.
Актуальность
- Киев+380960830922