Synthesis of a dynamic positioning algorithm for wheeled boats
Abstract
The work analyzes the controllability indicators of a vessel with a wheeled propulsion-steering complex and an azimuth thruster in order to identify the possibility of developing high-precision control algorithms, such as the dynamic positioning task. The influence of the parameters of the wheel-propulsion steering complex and the azimuth thruster on the dynamics of the vessel is considered, and the areas of controllability of the vessel are identified for various propulsion parameters. The influence on the dynamics of the vessel of external wind influence, which has a great influence on the dynamics of the vessel due to its design features (shallow draft, flat bottom, large windage), has been studied. The areas of controllability of the vessel under conditions of external influence when changing wind parameters (force and direction) and parameters of propulsors with separate and joint use of propulsors are determined. An algorithm has been synthesized for dynamically holding a vessel at a given point under wind influence while maintaining a given hull position. The dynamic positioning algorithm consists of two parallel processes. The first is the return of the center of mass of the vessel, which has shifted under the influence of external influences, to a given point due to the wheeled propulsion and steering complex. The second is maintaining a given orientation of the ship's hull using an azimuth thruster. Computer simulation confirmed the high quality indicators of the proposed control algorithm.
References
Пат. № 2225327 Российская Федерация, МПК В63Н1/04, В63Н05/03. Колесный движительно-рулевой комплекс/ Фальмонов Е.В.; заявитель и патентообладатель Фальмонов Евгений Васильевич. – № 2001132474/11, ; заявл. 30.11.2001; опубл. 10.03.2004, Бюл. № 7. – 11 с.
Галкин Д.А., Малый Ю.А. От «Суры» к «Золотому кольцу». //Речной транспорт (ХХI век). 2015. – №2(73). – с. 32-33.
Галкин Д.А. Уникальный туристический теплоход, или как развивать отрасль в современных условиях // Речной транспорт (XXI век). - 2016. - № 2 (78). - С. 21-23.
URL: http://www.vethpropulsion.com/products/bow thrusters/compact -grid_en.html
Хватов О.С., Бурда Е.М., Тарпанов И.А. Единая электростанция колесного судна с электродвижением типа "Сура" // Вестник Волжской государственной академии водного транспорта. 2015. № 44. С. 351-355.
Бурда Е.М., Галкин Д.Н., Корнев А.Б. Инновационная гребная электрическая установка пассажирского колесного судна. //Речной транспорт (ХХI век). 2016. - №1(77) - с 24-26.
Хватов О.С., Бурда Е.М., Тарпанов И.А., Кшталтный Н.И. Вариант единой электростанции колесного судна с электродвижением. // Вестник Астраханского государственного технического университета. - Серия: Морская техника и технология -№2, 2016г. - с.102-108.
Плющаев В.И., Галкин Д.Н., Итальянцев С.А. Компьютеризованная система управления пассажирским колесным теплоходом. // Речной транспорт (XXI век). 2014. – № 6(71). – с. 35-37.
Бурда Е.М., Перевезенцев С.В., Плющаев В.И. Комплексная автоматизация судовых технологических процессов колесных судов. Научный журнал «Морские интеллектуальные технологии». СПб, ООО «НИЦ «Морские интеллектуальные технологии», т. 1, № 4, 2021 г., стр.180 -188.https://doi.org/10.37220/MIT.2021.54.4.049
Грошева Л.С., Мерзляков В.И., Перевезенцев С.В., Плющаев В.И. Контроль вектора тяги колесного движительного комплекса теплохода // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Морская техника и технология. –2011. –№ 3 –С.10-15.
Ricci A., Janssen W. D., van Wijhe H. J., Blocken B. CFD simulation of wind forces on ships in ports: Case study for the Rotterdam Cruise Terminal // Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics. 2020. V. 205. P. 104315. https://doi.org/10.1016/j.jweia.2020.104315.
Hoffmann M., Roy S., Berger A., Bergmann W., Chan K., Shubbak M., Langhorst J., Schnauder T., Strus O.,Buskens C. Wind Affected Maneuverability of Tugboat-Controlled Ships //IFAC-PapersOnLine. 2021. V. 54.Iss. 16. P. 70–75. https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2021.10.075.
Szelangiewicz Т.,Wiśniewski B., Zelazny K. The influence of wind, wave and loading condition on total resistance and speed of the vessel. polish maritime research 3(83) 2014 Vol. 21; pp. 61-67. https://doi.org/10.2478/pomr-2014-0031.
Бычков В.Я. Грошева Л.С., Плющаев В.И. Математическая модель судна с колесным движительно – рулевым комплексом «Золотое кольцо». Вестник Астраханского государственного технического университета. Сер. Морская техники и технология. - Астрахань. 2018. №3. С.36-46. https://doi.org/10.24143/2073-1574-2018-3-36-49.
Бычков В.Я. Грошева Л.С., Плющаев В.И. Расчет сил ветрового воздействия на корпус судна с колесно-движительным рулевым комплексом. // Вестник Волжской государственной академии водного транспорта. – Н. Новгород: Изд-во ФГБОУ ВО «ВГУВТ», 2018. – Выпуск 55. С. 11-20.
Copyright (c) 2024 Russian Journal of Water Transport
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
