RU2350506C1 - Method of ship mooring - Google Patents

Method of ship mooring Download PDF

Info

Publication number
RU2350506C1
RU2350506C1 RU2007127296/11A RU2007127296A RU2350506C1 RU 2350506 C1 RU2350506 C1 RU 2350506C1 RU 2007127296/11 A RU2007127296/11 A RU 2007127296/11A RU 2007127296 A RU2007127296 A RU 2007127296A RU 2350506 C1 RU2350506 C1 RU 2350506C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
accelerated
vessel
signals
signal
time
Prior art date
Application number
RU2007127296/11A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007127296A (en
Inventor
Генрих Эразмович Острецов (RU)
Генрих Эразмович Острецов
Original Assignee
Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН filed Critical Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН
Priority to RU2007127296/11A priority Critical patent/RU2350506C1/en
Publication of RU2007127296A publication Critical patent/RU2007127296A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2350506C1 publication Critical patent/RU2350506C1/en

Links

Landscapes

  • Navigation (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

FIELD: transport.
SUBSTANCE: proposed method comprises electronic analog of ship motion, units of programmable and accelerated programmable motion control, unit of accelerated actuators, comparator unit with its input receiving signals from electronic analog of ship motion, units of programmable and accelerated programmable motion control. The comparator unit generates deviation of forecasted signals of the ship phase state at the end of mooring and preset programmed (for end of mooring), as well as that of the course angle and ship motion speed. Given the aforesaid deviations exceed tolerances, appropriate data is sent to navigator.
EFFECT: higher safety and reliability of automatic ship mooring control system.
1 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области судовождения - управлению движением судна по заданной траектории с швартовкой к пирсу и непрерывной выдачей судоводителю прогноза о фазовом состоянии судна в будущий момент окончания процесса швартовки.The present invention relates to the field of navigation - controlling the movement of the vessel along a predetermined trajectory with mooring to the pier and continuously issuing to the skipper a forecast on the phase state of the vessel at a future moment when the mooring process is over.

Известен "Способ экспериментального определения параметров математической модели движения судна" (патент России №2151713). В рассматриваемом способе благодаря использованию информации о состоянии судна от приемника спутниковой навигационной системы удается идентифицировать все коэффициенты полной математической модели движения судна, чтобы обеспечить автоматическое управление движением судна и режим швартовкиThe well-known "Method of experimental determination of the parameters of the mathematical model of the motion of the vessel" (Russian patent No. 2151713). In the considered method, using the information about the state of the vessel from the receiver of the satellite navigation system, it is possible to identify all the coefficients of the full mathematical model of the vessel’s movement in order to provide automatic control of the vessel’s movement and the mooring mode

Известен также способ управления движением судна в процессе швартовки (патент России №33448914), в котором для автоматизации режима швартовки используют блок программного управления по выдаче допустимого значения угла дрейфа в функции от расстояния суда до пирса и программного значения угла курса.There is also a method of controlling the movement of a vessel during a mooring process (Russian patent No. 33448914), in which the control unit for automating a mooring mode is used to provide a permissible drift angle value as a function of the distance of the vessel to the pier and the programmed course angle value.

В качестве прототипа принят патент России №2292289 «Способ автоматического управления движением судна», основанный на использовании рулевого привода, сигналов точек поворота маршрута из программного блока, сигналов текущей широты и долготы судна из приемника спутниковой навигационной системы (СНС) и вычислителя-сумматора, на вход которого подают: сигнал угловой скорости судна, сигнал угла перекладки руля, сигнал текущего путевого угла и сигнал заданного путевого угла (вектор заданного путевого угла), который вырабатывают, используя сигналы широты и долготы судна в текущий момент времени плавания t0 и сигналы значений широты и долготы точки A0 - желаемого (будущего) поворота судна для обеспечения дальнейшего движения судна по заданной траектории. На выходе вычислителя формируют управляющий сигнал, который подают на вход рулевого привода.As a prototype, Russian patent No. 2292289 “A method for automatically controlling the movement of a vessel” based on the use of a steering gear, signals of turning points of a route from a program unit, signals of the current latitude and longitude of a vessel from a receiver of a satellite navigation system (SNA) and a calculator-adder, was adopted the input of which is fed: a signal of the angular velocity of the vessel, a signal of the rudder angle of rotation, a signal of the current direction angle and a signal of a given direction angle (vector of a given direction angle), which is generated using a signal the latitude and longitude of the vessel at the current sailing time t 0 and the signals of the latitude and longitude of point A 0 - the desired (future) rotation of the vessel to ensure further movement of the vessel along a given trajectory. At the output of the calculator, a control signal is generated, which is fed to the input of the steering gear.

В процессе движения судна к точке A0 формируются сигналы управления исполнительными средствами для обеспечения движения судна с путевым углом, максимально приближенным к заданному путевому углу. Через интервал времени Δt цикл вычислений повторяют (с корректировкой величины заданного путевого угла).In the process of the vessel’s movement to point A 0 , executive control signals are generated to ensure the vessel’s movement with a track angle as close as possible to a given track angle. After a time interval Δt, the calculation cycle is repeated (with the correction of the value of the given path angle).

Через m интервалов времени т.е. в момент времени tm=t0+mΔt, когда длина вектора заданного путевого угла станет меньше C1, процесс выхода судна в точку A0 заканчивается и формируется новое значение вектора заданного путевого угла по текущим значениям широты и долготы судна в момент времени tm и заданным значениям широты и долготы следующей (второй) точки поворота судна (значение вектора заданного путевого угла корректируется, если судно уходит с заданной траектории, при каждом повторном вычислении через интервал времени Δt).Through m time intervals i.e. at time t m = t 0 + mΔt, when the length of the vector of the given track angle becomes less than C 1 , the ship’s exit to point A 0 ends and a new value of the vector of the specified track angle from the current values of the latitude and longitude of the ship at time t m and the specified latitude and longitude values of the next (second) turning point of the vessel (the vector value of the given direction angle is corrected if the vessel leaves a given trajectory, with each repeated calculation after a time interval Δt).

Недостатком рассмотренных способов управления движением судна при швартовке является отсутствие непрерывного контроля за исправной работой всех исполнительных средств и соответствия будущего фазового состояния судна в момент окончания процесса швартовки заданным программным значениям.The disadvantage of the considered methods of controlling the movement of the vessel during mooring is the lack of continuous monitoring of the correct operation of all executive means and the compliance of the future phase state of the vessel at the moment the mooring process ends with the specified program values.

В предлагаемом способе отмеченный недостаток устраняют благодаря формированию в процессе режима швартовки судна от точки А0 до конечной точки швартовки судна Аконеч будущей длины вектора заданного путевого угла и фазовых координат будущего состояния судна. Эти сигналы вырабатывают в блоке ускоренного программного управления с использованием электронной модели движения судна, работающей в ускоренном масштабе времени. Через интервал времени Δt прогноз повторяют. Прогнозируемые сигналы конечной точки швартовки судна Аконеч. сравнивают с программными значениями в точке Аконеч. и при недопустимом отклонении выдают информацию судоводителю.In the proposed method eliminates this deficiency by forming mode during mooring 0 from the point A to the end point mooring A finite length vector future predetermined track angle and phase coordinate future state vessel. These signals are generated in an accelerated program control unit using an electronic model of the vessel’s movement operating in an accelerated time scale. After a time interval Δt, the prediction is repeated. Predicted signals of the end point of the ship's mooring A end . compare with program values at point A end. and with an unacceptable deviation, they give information to the skipper.

Целью предлагаемого способа швартовки судна с прогнозом является повышение безопасности и живучести системы автоматического управления движением судна в процессе режима швартовки.The purpose of the proposed method for mooring a vessel with a forecast is to increase the safety and survivability of the system for automatically controlling the movement of the vessel during the mooring mode.

Рассмотрим, как реализуется предложенный способ.Consider how the proposed method is implemented.

Способ швартовки судна используется после выхода судна в заданную точку А0 маршрута. Дальнейшее управление движением судна осуществляется в соответствии с заданной параметрической программой до выхода судна в точку Аконеч. - окончания швартовки судна к пирсу.The method of mooring a vessel is used after the vessel leaves at a given point A 0 of the route. Further control of the vessel’s movement is carried out in accordance with the specified parametric program until the vessel exits to point A end . - the end of the mooring of the vessel to the pier.

Описание способа швартовки судна (последовательность операций)Description of the method of mooring the vessel (sequence of operations)

Операция швартовки начинается в момент времени t0, когда судно достигнет заданной штурманом на карте точки А0, и заканчивается в момент времени tm, когда судно достигнет конечной точки швартовки Аконеч. The mooring operation begins at time t 0 when the ship reaches the point A 0 specified by the navigator on the map, and ends at time t m when the ship reaches the final mooring point A end .

А. Формирование программных сигналов управления судномA. Generation of ship control software signals

1. Формирование сигнала длины вектора заданного путевого угла Li=0,1,..m.1. The formation of the signal length of the vector of a given path angle L i = 0,1, .. m .

1) В вычислитель в момент времени t0 вводят сигналы широты и долготы судна в точке А0: Фi=Ф0, λi0 из приемника СНС и сигналы координат т. Аконеч.конеч., λконеч.) из блока программного управления, по которым формируют сигнал Li=0 - расстояния между точкой А0i0, λi0) и точкой Аконеч.конеч., λконеч.). Сигнал длины Li=0 подают в блок программного управления.1) At the time t 0, the signals of latitude and longitude of the vessel at the point A 0 are introduced into the calculator: Фi = Ф 0 , λ i = λ 0 from the SNA receiver and coordinate signals t. A end. (F end. , Λ end. ) From the program control unit, by which the signal L i = 0 is formed - the distance between point A 0i = Ф 0 , λ i = λ 0 ) and point A end.finite. , Λ finite. ). A signal of length L i = 0 is supplied to the program control unit.

2) Через интервал времени Δt в момент времени t1=t0+Δt формируют сигнал Li=1. В вычислитель вводят сигналы широты и долготы судна в момент времени t1 (точка A1) из приемника СНС: Фi=Ф1, λi1 и сигналы координат т. Аконечконеч., λконеч.) из блока программного управления. Сигнал длины вектора Li=1 подают в блок программного управления.2) Through the time interval Δt at the time t 1 = t 0 + Δt, a signal L i = 1 is formed . The vessel’s latitude and longitude signals at the time t 1 (point A 1 ) are input into the calculator from the SNA receiver: Фi = Ф 1 , λ i = λ 1 and coordinate signals t. And the endend. , Λ end. ) From the block program management. The signal of the length of the vector L i = 1 is fed to the program control unit.

3) Через второй интервал времени 2Δt в момент времени t2=t0+2Δt формируют сигнал Li=2 и аналогично Li=3,4…m до момента времени tm=t0+mΔt, соответствующий величине сигнала Li=m<C1.3) Through the second time interval 2Δt at the time t 2 = t 0 + 2Δt, a signal L i = 2 is formed and, similarly, L i = 3.4 ... m up to the time t m = t 0 + mΔt, corresponding to the value of the signal L i = m <C 1 .

2. Формирование в вычислителе сигнала заданного путевого угла2. Formation of a given path angle signal in the computer

COG зд i=0,1,2…m. COG rear i = 0,1,2 ... m.

1) В момент времени t0, соответствующий нахождению судна в точке А0, используют сигналы широты и долготы положения судна Фi=00, λi=00 из приемника СНС и сигналы координат конечной точки швартовки Аконеч.конеч., λконеч.) - из блока программного управления, по которым формируют в вычислителе сигнал заданного путевого угла:1) At the time t 0 corresponding to the location of the vessel at point A 0 , the latitude and longitude signals of the position of the vessel Φ i = 0 = Φ 0 , λ i = 0 = λ 0 from the SNA receiver and the coordinates of the end point of the mooring point A are used . (F end. , Λ end. ) - from the program control unit, which form the signal of the given direction angle in the calculator:

Figure 00000001
Figure 00000001

Сигнал заданного путевого угла COGзд.i=0 вводят в блок программного управления.The signal of the set path angle COG, building i = 0 is input into the program control unit.

2) Через интервал времени Δt в момент времени t1=t0+Δt, соответствующий приходу судна в точку A1, формируют сигнал заданного путевого угла COGзд.i=1 с использованием сигналов широты и долготы точки A1ii=1, λii=1) из приемника СНС и сигналов координат конечной точки швартовки Аконечконеч., λконеч) из блока программного управления.2) Through the time interval Δt at time t 1 = t 0 + Δt, corresponding to the arrival of the vessel at point A 1 , a signal of the given direction angle COG building i = 1 is generated using the latitude and longitude signals of point A 1i = Ф i = 1, λ i = λ i = 1) from the receiver signals and the coordinates SNA final mooring point A finite (finite F., λ finite) from the software control unit.

3) Аналогично формируют сигнал заданного путевого угла в момент времени t2=t0+2Δt, t3… Циклы повторяют до момента времени tm=t0+mΔt (приход судна в точку Аiконеч., когда сигнал длины вектора заданного путевого угла будет: Li=m<C1).3) Similarly, a signal of a given direction angle is generated at time t 2 = t 0 + 2Δt, t 3 ... The cycles are repeated until time t m = t 0 + mΔt (vessel arrives at point A i = A end . , When the signal is vector length a given direction angle will be: L i = m <C 1 ).

3. В блоке программного управления формируют с момента времени t0 программные сигналы курса - φпрогр.i=0 и скорости хода судна Vпрогр.i=0 с использованием сигнала Li из блока программного управления. Повторяют циклы вычислений с интервалом времени Δt до момента времени tm=t0+mΔt, когда сигнал длины вектора заданного путевого угла будет в окрестностях точки Аконеч. т.е. Li=m<C1:3. From the moment of time t 0, program signals are formed in the program control block — φ program i = 0 and vessel speed V program i = 0 using the signal L i from the program control block. The cycles of calculations are repeated with an interval of time Δt until the time t m = t 0 + mΔt, when the signal of the length of the vector of the given path angle will be in the vicinity of point A end . those. L i = m <C 1 :

прогр.i=f1 (Li), Vпрогр.i=f2 (Li)).program i = f 1 (L i ), V program i = f 2 (L i )).

4. Формирование в вычислителе сигналов программного управления, начиная с момента времени t0, до момента времени tm=t0+mΔt, когда сигнал длины вектора заданного путевого угла будет в окрестности точки Аконеч., т.е. Li=m<C1:4. Formation in the calculator of program control signals, starting from time t 0 , up to time t m = t 0 + mΔt, when the signal of the vector of a given direction angle will be in the vicinity of point A end . , i.e. L i = m <C 1 :

- сигналов фазовых координат судна,- signals of the phase coordinates of the vessel,

- сигналов состояния исполнительных средств.- state signals of executive funds.

Циклы формирований повторяют через интервалы времени Δt.Formation cycles are repeated at time intervals Δt.

1) Из блока программного управления вводят сигналы программного управления:1) From the program control unit, program control signals are input:

а) курса судна φпрогр.i=f1 (Li),a) the course of the ship φ program i = f 1 (L i ),

б) скорости хода судна Vпрогр.,i.=f2(Li),b) vessel speed V prog., i. = f 2 (L i ),

2) Из приемника СНС вводят сигналы:2) From the receiver of the SNA the signals are introduced:

а) текущего путевого угла COGi,a) the current track angle COG i ,

б) текущих координат судна Фi, λi,b) the current coordinates of the vessel Ф i , λ i ,

в) текущей скорости хода судна Vi.c) the current speed of the vessel V i .

3) Из блока исполнительных средств вводят сигналы:3) From the block executive means enter the signals:

а) датчика руля - сигнал текущего угла перекладки руля δi.a) rudder sensor — signal of the current rudder angle δ i .

б) датчика курса и угловой скорости - сигналы текущего курса φi и угловой скорости судна ωi,b) heading and angular velocity sensor - signals of the current course φ i and angular velocity of the vessel ω i ,

в) датчика оборотов гребного винта - сигнал текущих оборотов гребного винта ni,C) the propeller speed sensor is a signal of the current propeller speed n i ,

г) датчика тяги - сигнал текущей тяги Тi - носового подруливающего устройства.g) traction sensor - a signal of the current thrust T i - bow thruster.

5. Формирование в вычислителе сигналов управления блоком исполнительных органов с момента времени t0 (с повторением через интервал времени Δt) до момента времени tm=t0+mΔt (когда сигнал длины вектора заданного путевого угла будет.Li=m<C1,):5. The formation in the calculator of the control signals of the block of executive bodies from the time t 0 (with repetition through the time interval Δt) to the time t m = t 0 + mΔt (when the signal of the vector length of the given direction angle is. Li = m <C 1 , ):

- управления рулевым приводом d/dt δзд.i,- steering control d / dt δ zd.i ,

- управления носовым подруливающим устройством d/dt Тi,- bow thruster control d / dt T i ,

- управления регулятором оборотов гребного винта d/dt ni.- controlling the propeller speed regulator d / dt n i .

1) Управление рулевым приводом для поддержания текущего угла курса φi близким к программному значению φпрогр.i 1) Steering drive control to maintain the current course angle φ i close to the program value φ program i

Figure 00000002
Figure 00000002

гдеWhere

d/dtδi - скорость перекладки руля,d / dtδ i - rudder shift speed,

iпрогр.i) - сигнал рассогласования по курсу,iprog. i ) - course mismatch signal,

δi, δзд.i - текущий и заданный углы перекладки руля,δ i , δ health.i - current and predetermined rudder angles,

К1,2 - коэффициенты регулирования.To 1,2 - regulation factors.

2) Управление носовым подруливающим устройством для поддержания текущего путевого угла близким к заданному значению:2) Controlling the bow thruster to maintain the current track angle close to the set value:

Figure 00000003
Figure 00000003

где: Тi, d/dt Тi - сигналы текущей тяги подруливающего устройства и скорости ее изменения,where: T i , d / dt T i - signals of the current thrust of the thruster and its rate of change,

COGi, COGзд.i - сигналы текущего и заданного путевого угла,COG i , COG zd.i - signals of the current and given direction angle,

Figure 00000004
(COGi-COGзд.i)dt - сигнал интеграла от угла рассогласования путевого угла,
Figure 00000004
(COG i -COG zd.i ) dt is the integral signal from the angle of mismatch of the track angle,

К1,2,…4 - коэффициенты регулирования.To 1,2, ... 4 - regulation coefficients.

3) Управление регулятором оборотов гребного винта для поддержания скорости хода судна близкой к заданной программной:3) Control of the propeller speed regulator to maintain the ship's speed close to the specified program:

Figure 00000005
Figure 00000005

где:Where:

d/dt ni, d/dt Vi - сигналы производных от текущих оборотов гребного винта и текущей скорости хода судна,d / dt n i , d / dt V i - signals of derivatives of the current revolutions of the propeller and the current speed of the ship,

К1,2 - коэффициенты регулирования,K 1,2 - regulation coefficients,

(Vi-Vпрогр.i) - сигнал рассогласования текущей скорости хода судна относительно текущего программного значения.(V i -V prog. I ) - a signal of a mismatch of the current speed of the vessel relative to the current program value.

Сигналы d/dt δi, d/dt Тi и d/dt ni из вычислителя подают на входы блока исполнительных органов:The signals d / dt δ i , d / dt T i and d / dt n i from the computer are fed to the inputs of the block of executive bodies:

- рулевого привода,- steering gear

- носового подруливающего устройства,- bow thruster,

- регулятора оборотов гребного винта.- propeller speed regulator.

Б. Формирование сигналов прогнозируемых значений фазового состояния судна вблизи точки Аконеч. в процессе швартовки.B. Generation of signals of the predicted values of the phase state of the vessel near point A end . in the process of mooring.

Сигналы формируют в ускоренном масштабе времени τ=kt, k>>1 с использованием: электронной модели движения судна, ускоренного вычислителя, блока ускоренного программного управления и блока ускоренных исполнительных органов. Обработка производится с момента времени τ0=0 (когда судно достигнет заданной штурманом на карте точки А0 в момент времени t0) и заканчивается в момент ускоренного времени τn - время выхода электронной модели движения судна в точку Аконеч.. (Это происходит, когда длина ускоренного вектора заданного путевого угла Lускор.i=n<C1.)The signals are generated on an accelerated time scale τ = kt, k >> 1 using: an electronic model of the vessel’s motion, an accelerated computer, an accelerated program control unit and an accelerated executive unit. Processing is performed from the moment of time τ 0 = 0 (when the ship reaches the point A 0 specified by the navigator on the map at time t 0 ) and ends at the time of accelerated time τ n is the exit time of the electronic model of the ship’s movement to point A end . . (This happens when the length of the accelerated vector of a given path angle L is accelerated.i = n <C 1. )

Через интервал натурального времени Δt вновь производится выработка прогнозируемых фазовых координат судна. Затем через 2Δt, 3Δt… mΔt повторяется выработка прогнозируемых фазовых координат судна до момента натурального времени: tm=t0+mΔt. (tm соответствует времени, когда длина вектора заданного путевого угла Lзд..i=m<C1.)After a natural time interval Δt, the forecast phase coordinates of the vessel are generated again. Then, through 2Δt, 3Δt ... mΔt, the generation of the predicted phase coordinates of the vessel is repeated until the moment of natural time: t m = t 0 + mΔt. (t m corresponds to the time when the length of the vector of the given path angle L is..i = m <C 1. )

1. Формирование сигнала длины ускоренного вектора заданного путевого угла Lускор.i=0,1,2,…n.1. The formation of the signal length of the accelerated vector of a given path angle L accele.i = 0,1,2, ... n .

1) В ускоренный вычислитель вводят сигналы широты и долготы точки A0 (Фi=Ф0, λi0) из приемника СНС и сигналы координат точки Аконечконеч., λконеч) из ускоренного программного блока, по которым формируют начиная с момента времени τ0 сигнал Lускорен.i=0 (расстояние между точкой A0i0, λi0) и точкой Аконеч.конеч., λконеч.)). Сигнал длины Lускор.i=0 вводят в блок ускоренного программного управления,1) The accelerated calculator inputting the latitude and longitude of the point A 0 (.phi.i = F 0, λ i = λ 0) of the receiver SNA and signals the coordinates of the point A finite (F finite., Λ finite) of accelerated program block, on which is formed starting from the moment of time τ 0, the signal L is accelerated. i = 0 (the distance between the point A 0i = Ф 0 , λ i = λ 0 ) and point A end.end. , λ end. )). A signal of length L accele.i = 0 is introduced into the accelerated program control unit,

2) Через интервал времени Δτ в момент времени τ10+Δτ формируют сигнал Lускор i=1 в ускоренном вычислителе. С этой целью из электронной модели движения судна вводят прогнозируемые сигналы широты и долготы судна в т. A1 ускор (в момент времени τ1): Фускор.i=1, λускор.i=1 и сигналы координат т. Аконеч из ускоренного программного блока Фконеч., λконеч. Формируют сигнал длины Lускор.i=1, который вводят в блок ускоренного программного управления.2) Through the time interval Δτ at the time point τ 1 = τ 0 + Δτ, a signal L accele i = 1 is generated in the accelerated computer. To this end, from the electronic model of the vessel’s movement, predicted signals of the latitude and longitude of the vessel are introduced at t. A 1 acceleration (at time τ 1 ): Ф accele.i = 1 , λ accele.i = 1 and coordinate signals t. A end of accelerated program block f end. , λ end. A signal of length L accele.i = 1 is generated , which is input to the accelerated program control unit.

3) Через интервал времени 2Δτ в момент времени τ20+2Δτ формируют сигнал Lускор.i=2 аналогично пункту.2). Затем формируют Lускор.i=3,4…n и вводят их в блок ускоренного программного управления (момент времени τn0+nΔτ соответствует вхождению электронной модели движения судна в область конечной точки швартовки Аконеч, когда величина сигнала Lускор.i=n<C1).3) Through the time interval 2Δτ at the time point τ 2 = τ 0 + 2Δτ, a signal L accelerate is formed. I = 2 similarly to item 2 ). Then uskor.i form L = 3,4 ... n, and enter them into an accelerated program control unit (time point τ n = τ 0 + nΔτ electronic model corresponds to occurrence vessel movement to the end point mooring A finite when the magnitude of the signal L is accelerated. i = n <C 1 ).

Через интервал натурального времени Δt после начала ускоренного моделирования t0, т.е. в момент прихода судна в точку A1 в момент времени t0+Δt осуществляется вновь формирование сигнала длины ускоренного вектора заданного путевого угла в ускоренном времени Lускор.ia=0,1,2,…na Through the interval of natural time Δt after the start of accelerated simulation t 0 , i.e. at the moment of arrival of the vessel at point A 1 at time t 0 + Δt, the signal of the accelerated vector length of the given direction angle is accelerated again in the accelerated time L accele.ia = 0,1,2, ... na

1a) В ускоренный вычислитель вводят сигналы широты и долготы точки А1iа=01, λia=01) из приемника СНС и сигналы координат т. Аконечконеч., λконеч.) из ускоренного программного блока, по которым формируют в момент времени t0+Δt (который соответствует началу ускоренного времени τ0a=0) для формирования сигнала Lускорен.ia=0 (расстояние между точкой А1ia=01, λia=01) и точкой Аконеч.конеч., λконеч.)). Сигнал длины Lускор.ia=0 вводят в блок ускоренного программного управления.1a) Into the accelerated calculator, the signals of latitude and longitude of point A 1iа = 0 = Ф 1 , λ ia = 0 = λ 1 ) from the SNA receiver and coordinate signals t. A endend. , Λ end. ) From accelerated program block, which is used at the time t 0 + Δt (which corresponds to the beginning of the accelerated time τ 0a = 0) to generate the signal L is accelerated.ia = 0 (distance between point А 1ia = 0 = Ф 1 , λ ia = 0 = λ 1 ) and point A is finite. (Φ is finite. , λ is finite. )). A signal of length L accele.ia = 0 is input to the accelerated program control unit.

2а) Через интервал времени Δτ в момент ускоренного времени τ10a+Δτ формируют сигнал Lускор ia=1. В ускоренный вычислитель вводят сигналы широты и долготы с электронной модели движения судна в момент времени τ1: Фускор.iа=1, λускор.iа=1, и сигналы координат точки Аконеч.конеч., λконеч. из ускоренного программного блока. Формируют сигнал длины Lускор.ia=1, который подают в блок ускоренного программного управления.2a) Through the time interval Δτ at the time of accelerated time τ 1 = τ 0a + Δτ , a signal L acceleration ia = 1 is generated. Latitude and longitude signals are inputted into the accelerated calculator from the electronic model of the vessel’s movement at the time instant τ 1 : ускор accele.iа = 1 , λ accele.ia = 1 , and the coordinates of point A end . (F end. , Λ end. From the accelerated program block. A signal of length L accele.ia = 1 is generated , which is supplied to the accelerated program control block.

3а) Через интервал времени 2Δτ в момент времени τ20+2Δτ формируют сигнал Lускор.iа=2 (подобно Lускор ia=1). Сигнал длины L ускор.iа. подают в блок ускоренного программного управления. Аналогично формируют Lускор.iа=2,3,4…nа до момента времени τna0a+naΔτ, когда электронная модель движения судна окажется в области точки Аконеч (сигнал длины ускоренного вектора заданного путевого угла в момент времени τna: Lускор.ia=n1).3a) Through the time interval 2Δτ at the time point τ 2 = τ 0 + 2Δτ, a signal L accele.iа = 2 is formed (like L accele ia = 1 ). Signal of length L at speed served in the unit accelerated program control. Similarly uskor.ia form L = 2,3,4 ... Na to time τ na = τ 0a + n a Δτ, where an electronic model of vessel motion would be in the field of finite point A (the signal length of the acceleration vector predetermined track angle at the moment of time τ na : L accele.ia = n <C 1 ).

Через интервал натурального времени 2Δt после начала моделирования t0, т.е. в момент прихода судна в точку A2 в момент времени t0+2Δt осуществляется вновь формирование сигнала длины ускоренного вектора заданного путевого угла в ускоренном времени Lускор.iб.в,…=0,1,2,…n аналогично рассмотренному выше. Затем осуществляют формирование сигнала Lускор.i=0,1,2,… после вхождения судна в точки А3…Аn-1, (Аnконеч.).Through the interval of natural time 2Δt after the start of simulation t 0 , i.e. at the time of the vessel’s arrival at point A 2 at time t 0 + 2Δt, the accelerated vector of the given vector of the given direction angle is re-formed in the accelerated time L accele.iб.в, ... = 0,1,2, ... n similar to that discussed above. Then the signal L acceleration is formed. I = 0,1,2, ... after the vessel enters the points A 3 ... A n-1 , (A n = A end. ).

2. Формирование сигнала ускоренного заданного путевого угла в ускоренном масштабе времени COGускор.зд.i=0,1,2,.n. в ускоренном вычислителе с момента времени τ0=0, повторяя формирование через интервалы времени Δτ до момента времени τn0+nΔτ, когда величина сигнала длины вектора ускоренного заданного путевого угла: Lускор.i=n<C1.2. The formation of the signal accelerated predetermined path angle in the accelerated time scale COG accele.zd.i = 0,1,2, .n. in the accelerated computer from the time τ 0 = 0, repeating the formation at time intervals Δτ to the time τ n = τ 0 + nΔτ, when the magnitude of the signal length of the vector of the accelerated predetermined path angle: L accele.i = n <C 1 .

1) Формирование сигнала ускоренного заданного путевого угла COGускор зд.i=0 в момент времени τ0 (соответствующий нахождению судна в точке A0 в момент текущего времени t0). Используют сигналы широты и долготы точки A0ускор.i0, λускор.i0) из приемника СНС и сигналы конечной точки швартовки Аконеч.конеч., λконеч) из блока ускоренного программного управления:1) Generation of the signal of the accelerated predetermined directional angle COG acceleration of the building i = 0 at the moment of time τ 0 (corresponding to the location of the vessel at point A 0 at the moment of the current time t 0 ). Use the signals of latitude and longitude of the point A 0accele.i = Ф 0 , λ accele.i = λ 0 ) from the SNA receiver and the signals of the mooring end point A end . (F end. , Λ end ) from the accelerated program control block:

Figure 00000006
Figure 00000006

Сигнал заданного ускоренного путевого угла COGускор.зд.i=0 вводят в блок ускоренного программного управления.The signal of the specified accelerated path angle COG accele.di i = 0 is entered into the accelerated program control unit.

2) Через интервал времени Δτ в момент времени τ10+Δτ формируют в ускоренном вычислителе сигнал ускоренного заданного путевого угла COGускор.зд.i=1 с использованием сигналов широт и долгот будущего местонахождения судна в точке Аускор.1ускор.i1, λускор.i1) из электронной модели движения судна и сигналов координат конечной точки швартовки Аконечконеч., λконеч.) - из блока ускоренного программного управления, по которым формируют в ускоренном вычислителе:2) Through the time interval Δτ at the time point τ 1 = τ 0 + Δτ, an accelerated predetermined path angle signal COG accele.di.i = 1 is generated in the accelerated computer using the latitude and longitude signals of the vessel's future location at point A accele. 1uskor.i F = 1, λ = λ uskor.i 1) from the electronic model of the motion of the vessel and the final coordinate signals mooring point a finite (finite F, λ finite.) -. accelerated from program control unit, which is formed at an accelerated calculator :

Tg COG зд.i=(Фускор.i=1конеч.)/(λускор.i=1конеч.)Tg COG bld.i = (Ф accele.i = 1- Ф term . ) / (Λ accele.i = 1- λ end . )

COGускор.зд.i=1=ArctgCOGзд.i COG accelerated train i = 1 = ArctgCOG building i

Сигнал ускоренного заданного путевого угла COGускор.зд.i=1 вводят в блок ускоренного программного управления.The accelerated predetermined path angle signal COG accele.di i = 1 is input to the accelerated program control unit.

3) Аналогично пункту 2) формируют сигнал ускоренного заданного путевого угла в моменты времени τ20+2Δτ, τ3…,. Процесс формирования сигнала ускоренного заданного путевого угла COGускор.зд.i=2,3..n повторяют до момента времени τn0+nΔτ, соответствующего приходу электронной модели движения судна в точку Aускор.iконеч., когда сигнал длины вектора ускоренного заданного путевого угла из блока ускоренного программного управления будет: Lускор.i=n<C1).3) Similarly to paragraph 2), an accelerated predetermined path angle signal is generated at time instants τ 2 = τ 0 + 2Δτ, τ 3 ... ,. The process of generating the signal of the accelerated predetermined directional angle COG accele.di i = 2,3..n is repeated until the time τ n = τ 0 + nΔτ corresponding to the arrival of the electronic model of the vessel at point A accele.i = A end . when the signal of the length of the vector of the accelerated predetermined path angle from the accelerated program control unit is: L accele.i = n <C 1 ).

Через интервал натурального времени Δt после начала ускоренного моделирования t0, т.е. в момент прихода судна в точку A1, осуществляется вновь формирование сигнала заданного ускоренного путевого угла COGускор.зд.ia=0,1,2,…na.Through the interval of natural time Δt after the start of accelerated simulation t 0 , i.e. at the moment the vessel arrives at point A 1 , the signal is again generated from the specified accelerated direction angle COG accele.zd.ia = 0,1,2, ... na .

1a) Формирование сигнала ускоренного заданного путевого угла COGускор зд.ia=0 в момент времени τ0a (соответствующий нахождению судна в точке A1 в момент текущего времени t0+Δt)1a) Generation of the signal of the accelerated predetermined directional angle COG acceleration of the building ia = 0 at the time instant τ 0a (corresponding to the position of the vessel at point A 1 at the instant of the current time t 0 + Δt)

Используют сигналы широты и долготы точки A1ускор.i0a1, λускор.i0a.1) из приемника СНС и сигналы точки швартовки Аконечконеч., λконеч.) из блока ускоренного программного управления:Use signals latitude and longitude of the point A 1 (F = F uskor.i0a 1, λ = λ 1 uskor.i0a.) From the receiver and the signals SNS point mooring A finite (finite F, λ finite..) Of the program control unit accelerated:

Figure 00000007
Figure 00000007

Сигнал заданного ускоренного путевого угла COGускор.зд.ia 0 вводят в блок ускоренного программного управления.The signal of the specified accelerated path angle COG accele.dia i 0 is entered into the accelerated program control unit.

2а) Через интервал времени Δτ в момент времени τ1a0a+Δτ прихода электронной модели движения судна в точку Аускор.1 формируют в ускоренном вычислителе сигнал ускоренного заданного путевого угла COGускор.зд.i,а,1 с использованием сигналов широт и долгот будущего местонахождения судна в точке Аускор.1ускор.1, λускор.1) из электронной модели движения судна и сигналов координат точки швартовки Аконечконеч., λконеч.) из блока ускоренного программного управления:2a) Through the time interval Δτ at the time τ 1a = τ 0a + Δτ of the arrival of the electronic model of the ship’s movement to the point A accelerate. 1 form in the accelerated computer the signal of the accelerated predetermined path angle COG accele.zd.i, a, 1 using latitude signals and longitude for the location of the future point in vessel a uskor.1 (F uskor.1, λ uskor.1) from the electronic model coordinates movement of the vessel and the mooring point signals a finite (finite F, λ finite..) of the program control unit accelerated:

Tg COG зд.ia=(Фускор.ia.1конеч.)/(λускор.ia.,1конеч.)Tg COG bldg.ia = (Ф accele.ia.1- Ф term . ) / (Λ accele.ia., 1- λ end . )

COGускор.зд.ia,a,1.=ArctgCOGзд.ia COG accelerated trainia, a, 1. = ArctgCOG zd.ia

Сигнал ускоренного заданного путевого угла COGускор.зд.i,a,1 вводят в блок ускоренного программного управления.The accelerated predetermined directional angle signal COG accele.di i, a, 1 is input to the accelerated program control unit.

Аналогично пункту 2а) формируют сигнал ускоренного заданного путевого угла в моменты времени τ2a0a+2Δτ, τ3… Формирование повторяют до момента времени τna0+naΔτ - приход электронной модели движения судна в точку Аускор.i,а,na.конеч. (когда сигнал длины вектора ускоренного заданного путевого угла из блока ускоренного программного управления будет: Lускор.i=na<C1).Similarly to point 2a), an accelerated predetermined direction angle signal is generated at time instants τ 2a = τ 0a + 2Δτ, τ 3 ... The formation is repeated until time τ na = τ 0 + n a Δτ — arrival of the electronic model of the vessel’s movement at point A accele.i , a, na. = A end. (when the signal of the length of the vector of the accelerated predetermined path angle from the accelerated program control unit is: L accele.i = na <C 1 ).

Через интервал натурального времени 2Δt (после начала моделирования t0, т.е. в момент прихода судна в точку А3) осуществляется вновь формирование сигнала ускоренного заданного путевого угла COGускор.зд.i,б в ускоренном времени аналогично рассмотренному в п.2). Затем при приходе судна в точки А3…Аn·1, (Аnконеч.) формирование сигнала ускоренного заданного путевого угла повторяют.After a natural time interval of 2Δt (after the start of modeling t 0 , i.e., at the moment the vessel arrives at point A 3 ), the signal of the accelerated predetermined direction angle COG accele.zd.i, b is accelerated in accelerated time similarly to that considered in Section 2 ) Then, when the vessel arrives at points A 3 ... A n · 1 , (A n = A end. ), The formation of the accelerated predetermined direction angle signal is repeated.

3. В блоке ускоренного программного управления формируют с момента натурального времени t0 (повторяя с интервалом времени Δτ до момента времени τn0+nΔτ, когда сигнал длины ускоренного вектора заданного путевого угла будет в окрестностях точки Аконеч., т.е. Lускорен.i=n<C1) ускоренные программные сигналы курса φускор.прогр.i и скорости хода судна Vускор.прогр.i:3. In the accelerated program control block, they are formed from the moment of natural time t 0 (repeating with the time interval Δτ until the time moment τ n = τ 0 + nΔτ, when the signal of the length of the accelerated vector of the given direction angle will be in the vicinity of point A end . , I.e. . L accelerated i = n <C 1 ) accelerated program signals of the course φ accelerated program i and the speed of the vessel V accelerated program i :

ускор.прогр,i=f1 (Lускор.i), Vускор.прогр.i=f2 (Lускор.i)),acceleration program, i = f 1 (L acceleration i ), V acceleration program i = f 2 (L acceleration i )),

где - Lускор.i - сигнал длины ускоренного вектора путевого угла.where is L accele.i is the signal of the length of the accelerated path angle vector.

Через интервал времени Δt в момент натурального времени t0+Δt и ускоренного времени τ=0 (что соответствует началу нового ускоренного цикла вычислений) в блоке ускоренного программного управления формируют, повторяя с интервалом времени Δτ до момента времени τna0+naΔτ (соответствующего нахождению сигнала длины ускоренного вектора заданного путевого угла в окрестности точки Аконеч., т.е. Lускорен.i=na<C1) ускоренные программные сигналы курса φускор.прогр.ia и скорость хода судна Vускор.прогр.ia.Through the time interval Δt at the moment of natural time t 0 + Δt and accelerated time τ = 0 (which corresponds to the beginning of a new accelerated cycle of calculations) in the accelerated program control unit, they are formed by repeating with the time interval Δτ until time moment τ na = τ 0 + n a Δτ (corresponding to finding the signal of the length of the accelerated vector of the given direction angle in the vicinity of point A end . , i.e. L accelerated.i = na <C 1 ) accelerated program signals of the course φ accelerated prog.ia and the speed of the vessel V accelerated. prog .ia .

Через следующий интервал времени 2Δt в момент натурального времени t0+2Δt=τ - в ускоренном времени это соответствует началу нового ускоренного цикла вычислений ускоренного процесса) формируют аналогично сигналы курса φускор.прогр.iб и скорости хода судна Vускор.прогр.iб, … до интервала времени ni Δt, когда длина вектора заданного путевого угла войдет в область точки Аконеч.: Li=n1.After the next time interval 2Δt at the moment of natural time t 0 + 2Δt = τ - in accelerated time this corresponds to the beginning of a new accelerated cycle of computations of the accelerated process), signals of the course φ accele.program.iб and the vessel speed V acceleration are generated similarly . program ib , ... up to the time interval n i Δt, when the length of the vector of the given direction angle enters the region of point A end . : L i = n <C 1 .

4. Формирование в электронной модели движения судна прогнозируемых сигналов фазовых координат судна:4. The formation in the electronic model of the vessel’s motion of the predicted signals of the phase coordinates of the vessel:

- путевого угла COGускор.i.,- track angle COG accele.i. ,

- широты и долготы (Фускор.i, λускор.i),- latitudes and longitudes (Ф accele.i , λ accele.i ),

- скорости хода судна Vускор.i.,- vessel speed V accele.i. ,

- угла курса и угловой скорости φускор., ωускор - course angle and angular velocity φ accele. , ω acceleration

При формировании сигналов фазовых координат судна используют типовые нелинейные дифференциальные и кинематические зависимости динамики движения судна. Цикл ускоренных вычислений составляет время Δτ, который начинается с момента времени τ0=0 (когда судно достигнет заданной штурманом на карте точки А0) и заканчивается в момент времени τn - время ускоренного выхода электронной модели движения судна в конечную точку Аконеч. (когда длина ускоренного вектора заданного путевого угла Lускор.i=n<C1).When generating signals of the phase coordinates of the vessel, typical nonlinear differential and kinematic dependences of the dynamics of the vessel’s movement are used. The accelerated computation cycle is time Δτ, which begins at time τ 0 = 0 (when the ship reaches point A 0 specified by the navigator on the map) and ends at time τ n - time of the accelerated exit of the ship’s electronic model of movement to end point A end . (when the length of the accelerated vector of the given path angle L is accele.i = n <C 1 ).

Используются следующие сигналы:The following signals are used:

1) из блока ускоренного программного управления:1) from the accelerated program control unit:

а) курса судна φпрогр.ускор.i=f1 (Lускор.i),a) the ship's course φ programmed accelerator i = f 1 (L accele.i ),

б) скорости хода судна Vпрогр.ускор.i.=f2 (Lускор.i).b) the speed of the vessel V programmed accelerator i. = f 2 (L accele.i ).

2) Из блока ускоренных исполнительных органов:2) From the block of accelerated executive bodies:

а) угол перекладки руля δускор.i,a) steering angle δ accele.i ,

б) скорость оборотов гребного винта nускор.i,b) the speed of the propeller revolutions n accele.i ,

в) тяги подруливающих устройств - Тускор.i.c) thrusters of thrusters - T accele.i .

3) Из приемника СНС - сигналы, используемые в качестве начальных условий:3) From the SNA receiver — signals used as initial conditions:

а) путевого угла судна COGi a) navigational angle of the vessel COG i

б) широты и долготы судна (Фi, λi),b) the latitude and longitude of the vessel (Ф i , λ i ),

в) скорости хода судна Vi,c) the speed of the vessel V i ,

Через интервал времени Δt с момента натурального времени t0+Δt=τ0 в электронной модели движения судна формируют сигналы:Through the time interval Δt from the moment of natural time t 0 + Δt = τ 0 in the electronic model of the movement of the vessel generate signals:

а) путевого угла судна COGускор.iа a) navigational angle of the vessel COG accele.ia

б) широты и долготы судна (Фускор.iа, λ,ускор.iа),b) the latitude and longitude of the vessel (Ф accele.iа , λ , accele.iа ),

в) скорости хода судна Vускор.iа..c) the speed of the vessel V accele.i. .

0a - в ускоренном времени соответствует началу нового ускоренного цикла вычислений, процесс повторяется с интервалом времени Δτ до момента времени τni0+naΔτ, τna, соответствующего времени вхождения электронной модели судна в область конечной точки Аконеч.). Последний цикл будет при Lускор.i0a - in accelerated time, corresponds to the beginning of a new accelerated cycle of calculations, the process is repeated with a time interval Δτ until time τ ni = τ 0 + n a Δτ, τ na , corresponding to the time the electronic model of the ship entered the region of end point A end . ) . The last cycle will be at L acceleration.i

5. Формирование в ускоренном вычислителе сигналов управления блоком ускоренных исполнительных органов при переходе электронной модели судна из точки A0 в точку Аконеч.:5. The formation in the accelerated computer of the control signals of the unit of accelerated executive bodies during the transition of the electronic model of the vessel from point A 0 to point A end . :

- ускоренным рулевым приводом δзд ускор.i,- accelerated steering gear δ rear accelerator.i ,

- ускоренным подруливающим устройством d/dtTускор.i,- accelerated thruster d / dtT accelerated.i ,

- ускоренным регулятором оборотов гребных винтов d/dt nускор.i.- accelerated speed control propellers d / dt n accele.i .

Цикл ускоренных вычислений составляет время Δτ, который начинается с момента времени τ0=0 (когда судно достигнет заданной штурманом на карте точки А0) и заканчивается в момент времени τn - время ускоренного выхода электронной модели движения судна в точку Аконеч. (когда длина ускоренного вектора заданного путевого угла Lускор.i=n<C1).The accelerated computation cycle is time Δτ, which begins at time τ 0 = 0 (when the ship reaches point A 0 specified by the navigator on the map) and ends at time τ n - the time of the accelerated exit of the ship’s electronic model to point A at the end . (when the length of the accelerated vector of the given path angle L is accele.i = n <C 1 ).

Через интервал времени Δt в момент натурального времени t0+Δt, τ=0 (в ускоренном времени это соответствует началу нового ускоренного цикла вычислений процесса) в ускоренном вычислителе формируют сигналы: δзд ускор.iа, d/dt Tускор.ia, d/dt n.ускор.iа, повторяя с интервалом времени Δτ до момента времени τna0+naΔτ (соответствующего Lускорен.i=na<C1).Through the time interval Δt at the moment of natural time t 0 + Δt, τ = 0 (in accelerated time this corresponds to the beginning of a new accelerated cycle of process calculations), the signals are generated in the accelerated calculator: δ cd accele.ia , d / dt T accele.ia , d / dt n. acceleration ia , repeating with a time interval Δτ until time τ na = τ 0 + n a Δτ (corresponding to L accelerated.i = na <C 1 ).

Через следующий интервал времени 2Δt в момент натурального времени t0+2Δt, τ0=0 формируют аналогично сигналы: δзд ускор.iб, d/dt Tускор.i,б, d/dt nускор.i,б,… до интервала времени nб Δt, когда: Li=n1.Through the following time interval 2Δt at the moment of natural time t 0 + 2Δt, τ 0 = 0, the signals are generated similarly: δ health accele.iб , d / dt T accele.i, b , d / dt n accele.i, b , ... to the time interval n b Δt when: L i = n <C 1 .

1) Управление ускоренным рулевым приводом (для поддержания ускоренного угла курса φускор.i близким к программному ускоренному значению φпрог ускор i).1) Management of the accelerated steering gear (to maintain the accelerated course angle φ accele.i close to the program accelerated value φ prog accele i ).

Figure 00000008
Figure 00000008

где:Where:

d/dt δускор.i - скорость перекладки руля,d / dt δ accele.i - rudder shift speed,

ускор.iпрогр.ускор.i) - сигнал рассогласования ускоренного курса судна,accele.iprogram accelerator.i ) - signal mismatch of the accelerated course of the vessel,

δускор.i, δзд.ускор.i - текущий и заданный ускоренный угол перекладки руля,δ accelerator i , δ health accelerator i - current and specified accelerated steering angle,

K1 - коэффициент регулирования.K 1 - regulation coefficient.

2) Управление ускоренным подруливающим устройством (для поддержания ускоренного путевого угла близким к заданному ускоренному значению):2) Management of an accelerated thruster (to maintain an accelerated track angle close to a given accelerated value):

Figure 00000009
Figure 00000009

где:Where:

Тускор.i, d/dt Тускор.i - сигналы ускоренной тяги подруливающего устройства и скорости ее изменения,T accele.i , d / dt T accele.i - signals of accelerated thrust of the thruster and its speed of change,

COGускор.i COGзд ускор.i - сигналы текущего и заданного путевого угла,COG accele.i COG rear accele.i - signals of the current and given direction angle,

Figure 00000010
- сигнал интеграла от угла рассогласования ускоренного путевого угла,
Figure 00000010
- integral signal from the mismatch angle of the accelerated track angle,

К1 - коэффициенты регулирования.To 1 - regulation factors.

3) Управление ускоренным регулятором оборотов гребного винта (для поддержания ускоренной скорости хода судна близкой к ускоренной программной):3) Management of the accelerated propeller speed controller (to maintain the accelerated speed of the ship close to the accelerated program):

Figure 00000011
Figure 00000011

где:Where:

d/dt nускор.i, d/dt Vускор.i - сигналы ускоренных производных от оборотов гребного винта и скорости хода судна,d / dt n accele.i , d / dt V accele.i - signals of accelerated derivatives of the propeller revolutions and the ship speed,

К1,2 - коэффициенты регулирования,K 1,2 - regulation coefficients,

(Vускор.i-Vпрогр.ускор.i) - сигнал рассогласования ускоренной скорости хода судна относительно ускоренного программного значения.(V accelerator i -V accelerator accelerator i ) - a signal of the mismatch of the accelerated speed of the vessel relative to the accelerated program value.

Сигналы d/dt δускор.i, d/dt Тускор.i и d/dt nускор.i из ускоренного вычислителя подают с момента времени τ0=t0 до τm через интервалы времени Δτ соответственно на вход блока ускоренных исполнительных органов:The signals d / dt δ accele.i , d / dt T accele.i and d / dt n accele.i from the accelerated computer are supplied from the time point τ 0 = t 0 to τ m at time intervals Δτ respectively to the input of the block of accelerated executive bodies :

- ускоренного рулевого привода,- accelerated steering gear,

- ускоренного подруливающего устройства.- accelerated thruster.

- ускоренного регулятора оборотов гребного винта.- accelerated propeller speed controller.

6. Формирование сигнала отклонения прогнозируемого состояния судна от программных значений в области конечной точки швартовки Аконеч..6. The formation of the signal deviation of the forecast state of the vessel from program values in the region of the end point of the mooring A end . .

1) Сигналы длины вектора ускоренного заданного путевого угла в области точки Аконеч. из блока ускоренного программного управления и сигналы длины вектора заданного путевого угла в области конечной точки Аконеч. из блока программного управления алгебраически суммируют, формируя отклонение:1) Signals of the length of the vector of the accelerated predetermined path angle in the region of point A end . from the accelerated program control unit and the signals of the vector length of the given direction angle in the region of the end point A end . from the program control block are algebraically summed, forming a deviation:

ΔL=(Lпрогноза А конеч.-Lпрогр. А конеч.).ΔL = (L forecast A end. -L prog. A end. ).

2) Сигнал программного угла курса в области конечной точки Аконеч. из программного блока и сигнал программного ускоренного угла курса в области точки Аконеч. из электронной модели движения судна алгебраически суммируют, формируя отклонение:2) The signal of the program angle in the region of the end point A end . from the program block and the signal of the program accelerated course angle in the region of point A end . from the electronic model of the ship’s movement, they algebraically summarize, forming a deviation:

Δφ=(φпрогноза А конеч.прогр. А конеч.).Δφ = ( forecast φ A end.prog. A end. ).

3) Сигналы программной скорости хода в области точки Аконеч. из программного блока и ускоренной скорости хода в области точки Аконеч. из электронной модели движения судна алгебраически суммируют, формируя отклонение:3) Signals of the programmed speed in the region of point A end . from the program block and accelerated speed in the region of point A end . from the electronic model of the ship’s movement, they algebraically summarize, forming a deviation:

ΔV=(Vпрогноза А конеч.-Vпрогр. А конеч.).ΔV = (V forecast A end. -V prog. A end. ).

Сигналы ΔL, Δφ, ΔV сравнивают с уставками, если отклонения превышают допуск, то вырабатывается сигнал сбоя.The signals ΔL, Δφ, ΔV are compared with the settings, if the deviations exceed the tolerance, an error signal is generated.

Описание устройства швартовки судна.Description of the mooring device.

Рассмотрим возможный вариант реализации предложенного выше способа. На чертеже приведена блок-схема устройства швартовки судна содержащего:Consider a possible implementation of the method proposed above. The drawing shows a block diagram of a device for mooring a vessel containing:

Вычислитель 1. Блок программного управления 2. Приемник спутниковой навигационной системы (СНС) 3. Блок исполнительных органов 4. Электронная модель движения судна 5. Блок ускоренного программного управления 6. Ускоренный вычислитель 7. Блок ускоренных исполнительных органов 8. Блок сравнения 9. Судно 10.Calculator 1. Program control unit 2. Satellite navigation system (SNA) receiver 3. Executive body unit 4. Electronic model of ship movement 5. Fast program control unit 6. Fast computer 7. Accelerated executive unit 8. Comparison unit 9. Ship 10 .

Связи между блоками приведены на чертеже.The connections between the blocks are shown in the drawing.

Реализация всех блоков предложенного устройства, кроме приемника СНС 3 и блока исполнительных органов 4, являющихся штатными корабельными системами, может быть осуществлена на современном микроконтроллере либо персональном компьютере.The implementation of all blocks of the proposed device, except for the SNA 3 receiver and the block of executive bodies 4, which are full-time ship systems, can be carried out on a modern microcontroller or personal computer.

Основными особенностями предложенного устройства являются:The main features of the proposed device are:

- непрерывный контроль за процессом швартовки судна к пирсу путем выдачи информации судоводителю о будущем состоянии судна вблизи конечной точки швартовки,- continuous monitoring of the process of mooring the vessel to the pier by issuing information to the skipper about the future condition of the vessel near the end point of the mooring,

- астатическое управление движением судна по программе, формируемой в функции от расстояния судна до конечной точки швартовки.- astatic control of the movement of the vessel according to the program, formed as a function of the distance of the vessel to the end point of the mooring.

Устройство швартовки подключается в момент времени t0, когда судно достигнет заданной штурманом на карте точки А0 (начало режима швартовки)The mooring device is connected at time t 0 , when the ship reaches the point A 0 set by the navigator on the map (beginning of the mooring mode)

Для решения двух отмеченных выше задач в устройстве вырабатывается с непрерывной коррекцией вектор заданного путевого угла и перестраиваемые параметрические программы, которые используются для астатического управления движением судна и формирования непрерывного прогноза будущего фазового состояния судна вблизи конечной точки швартовки в процессе швартовки судна из точки А0 в конечную точку швартовки Аконеч..To solve the two problems mentioned above, a vector of a given direction angle and tunable parametric programs are generated with continuous correction in the device, which are used for the astatic control of the vessel’s movement and the formation of a continuous forecast of the future phase state of the vessel near the end point of the mooring in the process of mooring the vessel from point A 0 to the end mooring point A end . .

1. Выработка сигнала заданного путевого угла COGзд.i. вектора движения судна из точки А0 в конечную точку швартовки Аконеч. с использованием сигналов широт и долгот текущего положения судна Фi, λi (с момента времени t0, когда судно в точке А0).1. Generation of a signal of a given path angle COG bld.i. the motion vector of the vessel from point A 0 to the final mooring point A end . using signals of latitudes and longitudes of the current position of the vessel Ф i , λ i (from time t 0 , when the vessel is at point A 0 ).

Угол COGзд.i вырабатывается в вычислителе 1 с использованием сигналов текущих значений широты и долготы Фi, λi (место нахождения судна, которые поступают, из приемника СНС 3), и точки Аконеч.конеч., λконеч.) швартовки судна у пирса - поступает из блока программного управления 2. Заданное значение путевого угла вырабатывается в вычислителе 1 в соответствии с зависимостью (1).The angle of the COG building i is generated in the calculator 1 using the signals of the current latitude and longitude Φ i , λ i (the location of the vessel that comes from the SNA receiver 3), and point A end . (F end. , Λ end ) . Mooring of the vessel at the pier - comes from the program control unit 2. The set value of the direction angle is generated in the calculator 1 in accordance with the dependence (1).

2. Формирование длины вектора заданного путевого угла Li 2. The formation of the length of the vector of a given path angle L i

В вычислитель 1 из приемника СНС 3 поступает текущая широта и долгота судна: (Фi=Ф0, λi0), а из блока программного управления 2 координаты конечной точки швартовки Аконеч. Сигнал длины Li вырабатывают постоянно с момента времени t0 в вычислителе 1 через интервалы времени Δt, и он поступает в блок программного управления 2.The calculator 1 receives the current latitude and longitude of the vessel from the SNA 3 receiver: (Фi = Ф 0 , λ i = λ 0 ), and from the control unit 2 the coordinates of the end point of the mooring A end . A signal of length L i is generated continuously from time t 0 in calculator 1 at time intervals Δt, and it enters the program control unit 2.

3. В функциональных преобразователях блока программного управления 2 формируются программные сигналы курса φпрогр. и скорости хода судна Vпрогр в функции от длины вектора заданного путевого угла Li.:3. In the functional converters of the program control unit 2, program signals of the course φ program are generated . and vessel speed V prog as a function of the length of the vector of the given direction angle L i. :

прогр.=f1 (Li), Vпрогр.=f2 (Li).( φprog. = f 1 (L i ), V prog. = f 2 (L i ).

4. В вычислитель 1 поступают исходные данные для выработки законов управления блоком исполнительных органов 4:4. The calculator 1 receives the initial data for the development of laws governing the block of executive bodies 4:

1) из блока программного управления 2:1) from the program control unit 2:

а) координаты конечной точки швартовки Аконеч.,a) the coordinates of the end point of the mooring A end . ,

б) курса судна φпрогр.=f1 (Li),b) the ship's course φ prog. = f 1 (L i ),

в) скорости хода судна Vпрогр.=f2 (Li).c) the speed of the vessel V prog. = f 2 (L i ).

2) Из приемника СНС 3 поступают сигналы:2) From the receiver of the SNA 3 signals are received:

а) текущего путевого угла COG,a) the current track angle COG,

б) текущих координат судна Фi, λi,b) the current coordinates of the vessel Ф i , λ i ,

в) текущей скорости хода судна Vi.c) the current speed of the vessel V i .

На выходе вычислителя 1 формируются законы управления блоком исполнительных органов 4:At the output of the calculator 1, the laws of control of the block of executive bodies 4 are formed:

1) рулевым приводом - (см. зависимость (2)).1) steering gear - (see relation (2)).

2) носовым подруливающим устройством - (см. зависимость (3)).2) bow thruster - (see dependence (3)).

3) регулятором оборотов гребного винта - (см. зависимость (4)).3) the speed control of the propeller - (see the dependence (4)).

Сигналы d/dt δi, d/dt Ti и d/dt ni из вычислителя 1 соответственно поступают на входы рулевого привода, носового подруливающего устройства, регулятора оборотов гребного винта, которые используют также сигналы от штатных датчиков для осуществления процесса швартовки судна к пирсу в соответствии с заданной программой.The signals d / dt δ i , d / dt T i and d / dt n i from the calculator 1 respectively arrive at the inputs of the steering gear, bow thruster, propeller speed controller, which also use signals from standard sensors to carry out the process of mooring the vessel to pier in accordance with a given program.

Рассмотрим процесс выработки прогнозируемых значений фазовых координат судна от момента нахождения судна в точке A0 до вхождения в область конечной точки швартовки Аконеч. (вычислительные операции в рассматриваемых блоках описаны выше в разделе Б).Consider the process of generating predicted values of the phase coordinates of the vessel from the moment the vessel is at point A 0 to enter the region of the final mooring point A end . (computational operations in the considered blocks are described above in section B).

В ускоренном вычислителе 7 вырабатывается длина ускоренного вектора заданного путевого угла Lпрогноза А конеч. с использованием данных о текущей широте и долготе судна, поступающих из приемника спутниковой навигационной системы 3, прогнозируемых значений широт и долгот судна, вырабатываемых электронной моделью движения судна 5 и координат конечной точки швартовки Аконеч., поступающих из блока ускоренного программного управления 6.In the accelerated calculator 7, the length of the accelerated vector of the given path angle L of the forecast A end is generated . using data on the current latitude and longitude of the vessel coming from the receiver of the satellite navigation system 3, the predicted values of the latitudes and longitudes of the vessel, generated by the electronic model of the vessel’s movement 5 and the coordinates of the mooring end point A end . coming from the accelerated program control unit 6.

Величина Lпрогноза А конеч. после окончания ускоренного цикла вычислений в момент ускоренного времени τn0+nΔτ поступает в блок сравнения 9. Через интервалы натурального времени Δt ускоренный цикл вычислений Lпрогноза А конеч. многократно повторяется до окончания швартовки.The value of L forecast And the end. after the end of the accelerated cycle of calculations at the time of accelerated time, τ n = τ 0 + nΔτ enters the comparison unit 9. Through the intervals of natural time Δt, the accelerated cycle of calculations L of the forecast A end. repeatedly repeated until the end of the mooring.

В ускоренном вычислителе 7 вырабатывается также ускоренный заданный путевой угол COGускор.зд. с использованием данных текущей широты и долготы судна, поступающих из приемника спутниковой навигационной системы 3, прогнозируемых значений широт и долгот судна, вырабатываемых электронной моделью движения судна 5 и координат конечной точки швартовки Аконеч, поступающих из блока ускоренного программного управления 6. Величина COGускор.зд. после окончания ускоренного цикла вычислений в момент ускоренного времени τn0+nΔτ поступает в блок сравнения 9. Через интервалы натурального времени Δt ускоренные циклы вычислений COGускор.зд. многократно повторяются до окончания процесса швартовки.In the accelerated calculator 7 is also generated accelerated predetermined path angle COG accele.zd. using data current latitude and longitude of the vessel coming from the satellite navigation system receiver 3, the predicted values of the longitudes and latitudes of the vessel, vessel model produced by the electronic motion 5 and the end point coordinate A mooring finite coming from the program control unit accelerated 6. size COG accelerated. health after the end of the accelerated cycle of calculations at the time of accelerated time, τ n = τ 0 + nΔτ enters the comparison unit 9. Through the intervals of natural time Δt accelerated cycles of calculations COG accele.zd. repeatedly repeated until the end of the mooring process.

Выработка прогнозируемых значения φпрогноз. А конеч., Vпрогноз. А конеч. осуществляется в электронной модели движения судна 5, которые поступают в ускоренный вычислитель 7 и блок сравнения 9.The development of predicted values of φ forecast. And the end. V forecast. And the end. carried out in the electronic model of the vessel 5, which enter the accelerated computer 7 and the comparison unit 9.

С этой целью на вход электронной модели движения судна 5 подают сигналы:To this end, the input of the electronic model of the movement of the vessel 5 signals:

- с приемника спутниковой навигационной системы 3:- from the receiver of the satellite navigation system 3:

COGi, Фi, λi, Vi,COG i , Ф i , λ i , V i ,

- с блока ускоренного программного управления 6:- from the accelerated program control unit 6:

φпрог.прогноз.i.=f1 (Li прогноз.), -φ forecast forecast i. = f 1 (L i forecast. ), -

Vпрог прогноз.i.=f2 (Li прогноз.),V prog forecast.i. = f 2 (L i forecast. ),

- с блока ускоренных исполнительных органов:- from the block of accelerated executive bodies:

nускор i, δускор.i, Tускор.i.n accele i , δ accele i , T accele i .

Выработка сбоя работы устройства осуществляется в блоке сравнения 9, на первый вход которого с выхода электронной модели движения судна 5 поступают сигналы: φпрогноз. А конеч., Vпрогноз. А конеч., на второй вход с ускоренного вычислителя 7 Lпрогноз. A конеч. и третий вход блока 9 с блока программного управления 2 φпрогр. А конеч., Vпрогр. А конеч., Lпрогр A конеч..The failure of the device is generated in the comparison unit 9, the first input of which from the output of the electronic model of the vessel 5 receives signals: φ forecast. And the end. V forecast. And the end. , to the second input from the accelerated computer 7 L forecast. A end. and the third input of block 9 from the program control unit 2 φ prog. And the end. , V prog. And the end. , L program A end. .

Проведенное моделирование устройства швартовки судна с прогнозом подтвердило работоспособность и эффективность управления с использованием предложенного способа швартовки судна.The simulation of the vessel’s mooring device with the forecast confirmed the operability and management efficiency using the proposed method of mooring the vessel.

Claims (1)

Способ швартовки судна с использованием приемника спутниковой навигационной системы, блока программного управления и вычислителя, на вход которого вводят сигналы текущей широты и долготы положения судна с приемника спутниковой навигационной системы и сигналы координат заданной конечной точки швартовки для формирования сигнала заданного вектора путевого угла, который вводят в блок программного управления, где формируют сигналы программного управления движением судна по углу курса и скорости хода судна и сигнал заданного путевого угла, последний вводят в вычислитель для формирования сигнала управления движением судна по путевому углу, отличающийся тем, что формируют прогнозируемые значения сигналов вектора путевого угла, курса и скорости хода вблизи конечной точки швартовки, используют блок ускоренного программного управления, ускоренный вычислитель, блок ускоренных исполнительных органов, блок сравнения и электронную модель движения судна, на вход которой вводят сигналы текущей широты и долготы положения судна, скорости хода с приемника спутниковой навигационной системы и сигналы состояния исполнительных средств из блока ускоренных исполнительных органов, в ускоренном вычислителе формируют сигналы управления блоком ускоренных исполнительных средств, используя сигналы ускоренного заданного вектора путевого угла и программного ускоренного управления по курсу и скорости хода судна из блока ускоренного программного управления, сигналы программных значений вблизи конечной точки швартовки - вектора путевого угла, курса и скорости хода из блока программного управления, а также прогнозируемого курса, прогнозируемой скорости хода судна из электронной модели движения судна, вводят в блок сравнения для формирования сигнала сбоя. A method of mooring a vessel using a satellite navigation system receiver, a program control unit and a calculator, to the input of which signals of the current latitude and longitude of the position of the vessel from the satellite navigation system receiver and coordinate signals of a given mooring end point are generated to generate a signal of a given direction angle vector, which is input into a program control unit, where signals are generated for programmatically controlling the movement of the vessel along the course angle and the speed of the vessel and the signal of the given track angle la, the latter is introduced into the calculator to generate a signal for controlling the vessel’s movement along the track angle, characterized in that the predicted values of the direction vector vector signal, course and speed near the end point of the mooring are used, an accelerated program control block, an accelerated calculator, and a block of accelerated executive organs are used , a comparison unit and an electronic model of the vessel’s movement, to the input of which signals of the current latitude and longitude of the vessel’s position, speed from the satellite navigation receiver are input system and signals of the state of executive means from the block of accelerated executive bodies, in the accelerated calculator form the control signals of the block of accelerated executive means using the signals of the accelerated predetermined direction vector and programmed accelerated control of the heading and speed of the vessel from the block of accelerated program control, signals of program values near the end point of the mooring - the vector of the direction angle, course and speed from the program control unit, as well as predictably of course, the projected course of the ship speed of electronic model of ship motion is introduced into a comparison unit for generating a fault signal.
RU2007127296/11A 2007-07-16 2007-07-16 Method of ship mooring RU2350506C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007127296/11A RU2350506C1 (en) 2007-07-16 2007-07-16 Method of ship mooring

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007127296/11A RU2350506C1 (en) 2007-07-16 2007-07-16 Method of ship mooring

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007127296A RU2007127296A (en) 2009-01-27
RU2350506C1 true RU2350506C1 (en) 2009-03-27

Family

ID=40542760

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007127296/11A RU2350506C1 (en) 2007-07-16 2007-07-16 Method of ship mooring

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2350506C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2553610C1 (en) * 2014-07-04 2015-06-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мурманский государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "МГТУ") Method of control over ship afloat
CN107942095A (en) * 2017-11-15 2018-04-20 哈尔滨工程大学 Wave glider actual heading Forecasting Methodology

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2553610C1 (en) * 2014-07-04 2015-06-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мурманский государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "МГТУ") Method of control over ship afloat
CN107942095A (en) * 2017-11-15 2018-04-20 哈尔滨工程大学 Wave glider actual heading Forecasting Methodology
CN107942095B (en) * 2017-11-15 2019-11-26 哈尔滨工程大学 Wave glider actual heading prediction technique

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007127296A (en) 2009-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103324195B (en) Ship self-adaptive robust course tracking control method based on back stepping method
CN103345259B (en) Dynamically positioning boats and ships realize the geometric coordinate conversion Guidance control method of position rotating
US10183733B2 (en) Program, method and device for controlling movable body
RU2292289C1 (en) Method of automatic control of ship motion
Yu et al. ELOS-based path following control for underactuated surface vehicles with actuator dynamics
JP5042906B2 (en) Ship automatic steering system
EP1365301A2 (en) Method and system for maneuvering a movable object
RU2442718C1 (en) Determination method for dynamic parameters of marine movement mathematical model
Serigstad et al. Hybrid collision avoidance for autonomous surface vehicles
JP2005306188A (en) Waveform predicting method of arrival ocean wave, and operation control method of sailing body in ocean wave
RU2350506C1 (en) Method of ship mooring
JP4213518B2 (en) Control method and control apparatus for moving body
Kula et al. Control system of training ship keeping the desired path consisting of straight-lines and circular arcs
Zhang et al. Time-optimal path planning and tracking based on nonlinear model predictive control and its application on automatic berthing
JP2022073731A (en) Tracking controller
RU2330789C1 (en) Ship mooring method
Wang et al. Adaptive nonlinear model predictive control for autonomous surface vessels with largely varying payload
Lorenz et al. A decoupled approach for trajectory generation for an unmanned rotorcraft
JP2008213682A (en) Automatic steering device for vessel
RU2491509C1 (en) Apparatus for forming path for switching ship to new heading
RU2759068C1 (en) Method for automatic pilotage of ship
Al Makdah et al. Modeling and optimal three-dimensional trajectory tracking for an autonomous underwater vehicle
Qu et al. Simultaneous planning and executing trajectory tracking control for underactuated unmanned surface vehicles from theory to practice
CN114740859A (en) Automatic ship hovering method and system
RU2406645C1 (en) Device to automatically put ship on preset straight course in narrow waterway and to keep it thereon

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170717