ПОДХОД К УПРАВЛЕНИЮ СУДНОМ ПО ТРАЕКТОРИИ НА ОСНОВЕ ГРАДИЕНТА ВСПОМОГАТЕЛЬНОЙ ФУНКЦИИ

Александр  Александрович Дыда; Ксения  Николаевна Чумакова; Игорь  Игорьевич Пушкарев

doi:10.37890/jwt.vi65.125

А.А. Дыда Морской Государственный университет имени адм. Г. И. Невельского, г. Владивосток, Россия
К.Н. Чумакова Морской Государственный университет имени адм. Г. И. Невельского, г. Владивосток, Россия
И. И. Пушкарев Морской Государственный университет имени адм. Г. И. Невельского, г. Владивосток, Россия

DOI: https://doi.org/10.37890/jwt.vi65.125

Аннотация

В настоящей работе развивается подход к решению задачи управления движением судна морского судна по маршруту. Предполагается, что маршрут задаётся с помощью путевых точек, соединенных отрезками прямых. Основная идея развиваемого подхода заключается в построении совокупности вспомогательных гладких функций, имеющих экстремум (максимум) на соответствующих участках маршрута. Векторы градиента выбранных вспомогательных функций направлены к соответствующему участку маршрута судна. Сумма векторов градиента вспомогательных функций и вектора, задающего направление, на выбранном участке маршрута, определяет желаемый курс движения судна. Показано, что выбранный алгоритм построения желаемого курса судна обеспечивает его выход на заданную траекторию.

Ключевые слова: морское судно, управление движением, программный курс, алгоритм управления, траектория, маршрут, путевые точки, вектор градиент, вспомогательная функция, направляющий вектор, математическое моделирование.

Литература

Васьков, А.А. Управление движением судна по траектории методами обратных задач динамики [Текст]/ Изв. Вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки.– 2003.– Спецвыпуск.– С. 30-34.

Васьков, А.С., Мироненко А.А. Управление программным движением судна [Текст]/ А.С. Васьков, А.А. Мироненко// Эксплуатация морского транспорта.– 2015.– С. 40-49.

Дёмин С.И., Жуков Е.И., Кубачев Н.А. Управление судном: Учеб. Для вузов. – М.: Транспорт, 1991. – 359 с.

Дорри М.Х. «Автоматизация управления морскими подвижными объектами», Проблемы управления, 2009, № 3.1, 94–102.

Дьяконов В. MATLAB. Анализ, идентификация и моделирование систем. Специальный справочник [Текст]/ В.Дьяконов, В.Круглов. – СПб.: Питер, 2002. – 448 с.

Мироненко А.А. Идентификация траектории движения судна. XII ВСЕРОССИЙСКОЕ СОВЕЩАНИЕ ПО ПРОБЛЕМАМ УПРАВЛЕНИЯ ВСПУ-2014.

Пат. 2465169 Российская Федерация Способ управления траекторией движения судна. [Текст] / Дорри М.Х., Острецов Г.Э., Рощин А.А.; заявитель и патентообладатель Учреждение Российской академии наук Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН; заявл. 21.04.2011; опубл. 27.10.2012, Бюл. №30., https://doi.org/10.30826/isman2019-04

Пат. 2501064 Российская Федерация Способ управления траекторией движения судна. [Текст] / Юдин Ю.И., Пашенцев С.В.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мурманский государственный технический университет" (ФГБОУВПО "МГТУ"); заявл. 11.13.2012; опубл. 10.12.2013, Бюл. №34., https://doi.org/10.46916/20112020-4-978-5-00174-039-1

Пшихопов В.Х. Методы автоматического управления морскими подвижными объектами: монография / Пшихопов В.Х., Медведев М.Ю., Гуренко Б.В.; Южный Федеральный университет. – Ростов – на – Дону – Таганрог: Издательство Южного Федерального университета, 2016. – 268с., https://doi.org/10.1134/s0044460x19030077

Сирота А.А. Методы и алгоритмы анализа данных и их моделирование в Matlab: учеб. пособие. – СПб.: БХВ - Петербург, 2016. – 384 с.: ил. – (Учебное пособие).

Смоленцев С. В. Автоматический синтез решений по расхождению судов в море / Сергей Викторович Смоленцев // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2016. - №2(36). - C. 7-16. DOI: 12.21821/2309-5180-2016-8-2-7-16.

Шарлай Г.Н. Управление морским судном: учбеное пособие/ Г.Н.Шарлай. – Владивосток: Мор. гос. ун-т, 2011. – 543с.

Юдин Ю.И., Сотников И. И. Математические модели плоскопараллельного движения судна. Классификация и критический анализ // Вестник МГТУ. 2006. Т. 9, № 2. С. 200-208.

Blaich, M., Rosenfelder M., Schuster M., Bittel, O. & Reuter J. 2012a. Extended Grid Based Collision Avoidance Considering COLREGs for Vessels. In Proc. of the 9th IFAC Conference on Manoeuvring and Control of Marine Craft (MCMC)., https://doi.org/10.3182/20120919-3-it-2046.00071

Davis, P. V., Dove, M. J. & Stockel, C. T. 1982. A computer simulation of multi‐ship encounters. Journal of Navigation 35(2):347‐352., https://doi.org/10.1017/s0373463300022177

Gasparetto A., Boscariol P., Lanzutti A., Vidoni R. Path Planning and Trajectory Planning Algorithms: A General Overview. Motion and Operation Planning of Robotic Systems 29: 3-27, 2015., https://doi.org/10.1007/978-3-319-14705-5_1

Kamil F, Tang SH, Khaksar W, Zulkifli N, Ahmad SA (2015) A Review on Motion Planning and Obstacle Avoidance Approaches in Dynamic Environments. Adv Robot Autom 4: 134. doi: 10.4172/2168-9695.1000134.2., https://doi.org/10.4172/2168-9695.1000134

Tang SH, Khaksar W, Ismail NB, Ariffin MKA (2012) A Review on Robot Motion Planning Approaches. Pertanika Journal of Science and Technology 20: 15-29.

Данные авторов

Александр Александрович Дыда , Морской Государственный университет имени адм. Г. И. Невельского, г. Владивосток, Россия

д.т.н., профессор, профессор кафедры автоматических и информационных систем, Морской Государственный университет им. адм. Г. И.Невельского, 690059, г. Владивосток, ул. Верхнепортовая, 50-а, e-mail: adyda@mail.ru

Ксения Николаевна Чумакова , Морской Государственный университет имени адм. Г. И. Невельского, г. Владивосток, Россия

аспирант, Морской Государственный университет им. адм. Г.И.Невельского, 690059, г. Владивосток, ул. Верхнепортовая, 50-а, e-mail: ksushechka_1991@mail.ru

Игорь Игорьевич Пушкарев , Морской Государственный университет имени адм. Г. И. Невельского, г. Владивосток, Россия

аспирант, Морской Государственный университет им. адм. Г. И. Невельского, 690059, г. Владивосток, ул. Верхнепортовая, 50-а, e-mail: B_r_i_g88@mail.ru