Репозитарій
Ласкаво просимо до репозитарію Херсонської державної морської академії!
Репозитарій ХДМА – це електронний архів, що виконує функції накопичення, систематизації, зберігання та
забезпечення довготривалого відкритого доступу до праць професорсько-викладацького складу.
Фонди
Виберіть фонд, щоб переглянути його зібрання.
Нові надходження
Intelligent System Control of the Vessel Executive Devices Redundant Structure
(CEUR - WS.org, 2023-05-25) Зінченко С.М.; Zinchenko S.M.; Kobets V.M.; Товстокорий О.М.; Tovstokoriy O.V.; Носов П.С.; Nosov P.S.; Popovych I.S.
The article examines the issues of optimal control of vessels with redundant structures of executive devices on the example of an offshore vessel with two stern azimuth control devices (ACD) and a bow thruster. Known technical solutions for optimal control of redundant structures in the aviation, space, marine and other industries. The nearest technical solutions in the shipping are dynamic positioning systems (DP-systems) of manufacturers Navis, Marine Technologies, Rolls Royce, Transas, Consberg. The main purpose of such systems is to maintain the vessel in a given position with the help of active control during work (drilling, cable laying, cargo overloading, etc.). The main components of DP-systems are: sensors for measuring the absolute and relative position of the vessel (DGPS and Reference Systems), onboard computer with software and redundant structures of executive devices. Redundant structures in DP-systems are used to increase the reliability of the automated system. The article developed a method of using redundant structures also for optimization of control processes. The purpose of the work is to automate and optimize the processes of controling vessels with redundant structures of executive devices. On the example offshore vessel with two stern ACD and a bow thruster, optimal controls are considered that ensure: minimum energy consumption for performing DP operations, maximum control forces in the channels of longitudinal and lateral movement, which are used to move away from the platform in the presence of a downwind, as well as reconfiguration of redundant structures. The results of the experiment showed that the optimization of control processes allows to reduce energy consumption by (35–50) % and increase the control forces of the structure in the channels of longitudinal and lateral movement. At the same time, the additional load on the calculation cycle of the on-board controller, caused by the solution of optimization problems, is 25–50 ms, which is within (2.5–5) %.
Розрахунок величини зміщення центру обертання судна
(ХДМА, 2023) Товстокорий О.М.; Tovstokoriy O.V.; Зінченко С.М.; Zinchenko S.M.; Нагрибельний Я.А.; Nahrybelnyi Y.А.; Тимофеєв К.В.; Timofeev K.V.
Просте відхилення стерна призводить до появи кутової швидкості обертання судна навколо центру обертання і одночасно бокової швидкості руху центру обертання. Такий складний рух судна важко усвідомити судноводієві та прийняти правильне рішення. Разом з тим, боковий та обертальний рухи можна замінити одним «чистим» обертанням судна навколо іншої точки – полюсу повороту. Знання положення центру обертання і полюсу повороту дозволяє зменшити область маневрування, що особливо важливо при маневруванні у стиснених водах. Метою роботи є визначення зміщення центру обертання відносно центру ваги/мідель шпангоуту на максимальній швидкості циркуляції судна. Дана мета досягається за рахунок порівняння положення полюсу повороту на стоячому судні, визначеному теоретично, і положення полюсу повороту на циркулюючому з максимальною швидкістю судні, визначеному під час проведення експерименту на навігаційному тренажері. Так як положення полюсу повороту залежить лише від відносного плеча (між кермом і центром ваги/мідель шпангоутом) прикладання бокової сили, яке у обох випадках однакове, то виявлена різниця і буде зміщенням центру обертання. Результати проведених експериментів та виконаних розрахунків показують, що положення полюсу повороту, розраховане для стоячого судна, відрізняється від положення полюсу повороту циркулюючого з максимальною швидкістю судна на величину (0,14 - 0,2) L. На думку авторів, виявлена різниця пояснюється зміщенням центру обертання судна відносно центру ваги/мідель шпангоуту при наявності поздовжньої швидкості. Теоретичне значення отриманих результатів полягає у експериментальному доведенні ефекту зміщення полюсу повороту та встановленні причини – зміщення центру обертання, у залежності від швидкості судна. Практичне значення отриманих результатів полягає у використанні ефекту зміщення центру обертання для зменшення області маневрування, що особливо важливо у стиснених водах.
A simple deflection of the rudder leads to the appearance of the angular rate of the vessel rotation around the rotation center and at the same time the lateral speed of movement of the rotation center. Such a complex movement of the vessel is difficult for the shipmaster to understand and make the right decision. At the same time, lateral and rotational movements can be replaced by one ""pure"" rotation of the vessel around another point - the pivot point. Knowing the position of the rotation center and the pivot point position allows us to reduce the maneuvering area of the vessel, which is especially important when maneuvering in compressed waters. The purpose of the work is to determine the rotation center displacement relative to the center of gravity/middle of the frame at the maximum speed of the vessel's circulation. This aim is achieved by comparing the position of the pivot point on a stationary vessel, determined theoretically, and the position of the pivot point on a vessel circulating at maximum speed, determined during an experiment on a navigation simulator Navi Trainer 5000. Since the position of the pivot point depends only on the relative arm (between the steering wheel and the center of gravity/middle frame) of the lateral force application, which is the same in both cases, the detected difference will be the displacement of the center of rotation. The results of the conducted experiments and performed calculations show that the position of the pivot point, calculated for a stationary vessel, differs from the position of the pivot point of a vessel circulating at maximum speed by an amount of (0,14 – 0,2) L . According to the authors, the detected difference is explained by the displacement of the ship's center of rotation relative to the center of gravity/middle frame in the presence of longitudinal speed. The theoretical significance of the obtained results consists in experimentally proving the effect of the displacement of the pivot point and establishing the cause - the displacement of the center of rotation, depending on the speed of the vessel. The practical value of the obtained results is to use the effect of the displacement of the center of rotation to reduce the maneuvering area, which is especially important in compressed waters.
Використання надлишкового керування для мінімізації енергоспоживання
(ХДМА, 2024-07-29) Зінченко С.М.; Zinchenko S.M.
Питання зменшення енергоспоживання на суднах, а також пов’язані з цим питання скорочення викидів та покращення стану навколишнього середовища є особливо актуальними. Шляхи вирішення цих питань різні, але найчастіше використовуються конструктивні рішення, гідродинамічні рішення, вітрила або сучасні силові установки. Зменшення енергоспоживання також можна досягти за рахунок правильного планування маршруту, психологічної підготовки екіпажу, автоматизації процесів керування рухом. У статті запропоновано метод мінімізації енергоспоживання за рахунок використання надлишкового керування. Надлишкові структури виконавчих пристроїв широко використовуються на сучасних суднах, зокрема, на суднах з динамічною системою позиціонування. Традиційне призначення надлишкових структур – збільшення надійності системи керування по виконавчим пристроям та підвищення маневрових можливостей судна. Запропонований метод використовує наявні на суднах надлишкові структури ще й для мінімізації витрат палива. Отриманий результат пояснюється знаходженням оптимальних керувань, що мінімізують енергоспоживання, шляхом вирішення в бортовому обчислювачі автоматизованої системи оптимізаційної задачі з лінійними та нелінійними обмеженнями на параметри керування, використанням знайдених оптимальних керувань для виконання операцій. Працездатність та ефективність розробленого методу підтверджена математичним моделюванням у середовищі MATLAB. Результати проведеного експерименту показали, що використання розробленого методу дозволяє знизити енерговитрати на (35–50)%. При цьому, додаткове навантаження на розрахунковий такт бортового обчислювача не перевищує 25–50 мс, що становить (2,5–5)% всього навантаження.
Reducing energy consumption in maritime transport, as well as the associated emission reductions and environmental improvements, are particularly relevant. The ways of solving these issues are different, but most often structural solutions, hydrodynamic solutions, sails, or modern power plants are used. Reducing energy consumption can also be achieved due to proper route planning, psychological training of the crew, automation of traffic control processes. The article proposes a method to minimize energy consumption using redundant control. Redundant structures of actuating devices are widely used on modern ships, in particular, on ships with a dynamic positioning system. Traditional purpose of redundant structures is to increase the reliability of the actuating control system and increase the maneuverability of the vessel. The proposed method also uses redundant structures available on ships to minimize fuel consumption. The subject of research are models and methods of optimizing energy consumption, due to the use of redundant control. The aim of the study is to minimize energy consumption for operations. To solve the problem, a systematic approach, analysis and synthesis, imaginary experiment, methods of automatic control theory, numerical methods of conditional optimization, and mathematical modeling were used. The scientific novelty of the obtained results consists in the development of a method for determining optimal controls that minimize energy costs for performing operations by solving optimization problem with constraints in the on-board computer of the automatic or automated control system, unlike known solutions, it uses redundant controls for optimization and allows reducing energy costs by (35–50) %. At the same time, the additional load on the calculation cycle of the on-board computer does not exceed (25–50) ms, which is (2.5–5) % of the total load. The practical value of the obtained results consists in checking the workability and efficiency of the developed method by mathematical modeling and the possibility of its use in the on-board computer of the automated ship motion control system with redundant structures of actuating devices.
Інтегрована система провадження англійської мови в закладах вищої освіти інженерної та транспортної галузей
(ХДМА, 2023) Поливода В.В.; Polyvoda V.V.; Polyvoda O.V.
Доповідь присвячена питанням комплексного та всебічного врегулювання провадження англійської мови у закладах вищої освіти, за основними напрямками діяльності, в тому числі за рахунок інтегрованих інформаційних систем.
The report is devoted to the issues of comprehensive and comprehensive regulation of the implementation of English in higher education institutions, by main areas of activity, including through integrated information systems.
Automated System Of Academic Process Management In Higher Education Institutions
(ХНТУ, 2019) Поливода В.В.; Polyvoda V.V.; Polyvoda O.V.
У статті розглянута проблема створення автоматизованої системи планування навчального процесу в українських закладах вищої освіти з урахуванням діючих вимог до організації навчального процесу, а також професійної компетентності викладача. Розроблена автоматизована система з використанням системи підтримки прийняття рішень (СППР) дозволяє виконувати підготовку навчальних і робочих планів, розраховувати обсяг навчального навантаження і приймати рішення щодо його розподілу між викладачами кафедри. Перевагою запропонованої системи є можливість удосконалити процес планування навчального навантаження, усунути можливі помилки, викликані людським фактором, здійснити облік компетентності викладачів, стимулювати їх професійну активність.
The article deals with the problem of creating an automated system for planning the educational process in Ukrainian institutions of higher education, taking into account the current requirements for the organization of the educational process, as well as the professional competence of the teacher. The developed automated system with use of the decision support system (DSS) allows preparing academic and working academic plans, calculating the academic load volume and making decisions on its distribution among the teachers of the department. The advantage of the proposed system is the ability to improve the process of planning the academic load, eliminate possible errors caused by the human factor, takes into account the competence of teachers, and stimulates their professional activity.