Математична модель системи управління рухом судна в горизонтальній площини з урахуванням компенсації вітрового збурення на основі закону управління

Імітаційна динамічна модель руху судна в горизонтальній площини описується системою диференційних рівнянь, приведених до безрозмірної форми та з урахуванням допустимих спрощень:

де - малий кут дрейфу;

v, L – рекомендована повздовжня швидкість та довжина судна;

α – керуємий кут повороту пера руля;

y, ψ – поперечний зсув та курс судна;

- приведена кутова швидкість судна;

f_β, m_ω – проекції приведених вітро - хвильових збурюючих сил та моментів;

q₁₁, q_21, r₁₁, r₂₁, s₁₁, s₂₁, h₁, b₁, b₂ – приведенні аеро- та гідродинамічні коефіцієнти судна.

Управління рухом судна по координатам поперечного зсуву та курсу судна здійснюється двоканальними ПІД-регулятором, що керує поворотом пера руля судна[3]:

де k_iψ , k_iy - коефіцієнти ПІД-регулятора, що налагоджуються;

Δψ, Δy – відхилення кута курсу та поперечного зсуву від допустимих значень.

Для моделювання й розрахунку параметрів руху судна по Дніпро-Бузькому каналу, основні рівняння запишуться як:

1. Управління по куту дрейфу β:

; (3.3)

2. управління по кутовій швидкості ω,:

; (3.4)

3. управління за курсом ψ:

;

4. управління за кутом швидкості:

,

5. Визначення швидкості V_X й V_Y:

,

.

Рівняння для регулятора руху судна записується враховуючи вид закону регулювання, який використовуються в системі управління.

В даній курсовій роботі було використано ПД- регулятор за курсом. Рівняння для кута перекладки руля має вигляд:

k₁, k₂- коефіцієнти підсилання для регулятора.

Поиск по сайту: