Автоматичне штормування із врахуванням наявного демпфування

Abstract

У публікації розглядається проблема керування рухом судна в умовах шторму, що є однією з найскладніших задач мореплавання, особливо з огляду на вплив людського чинника. Проаналізовано, що більшість аварій та інцидентів пов’язані з помилками екіпажу, зумовленими стресом і складністю умов морського середовища. Запропоновано підхід до автоматизації процесу керування судном під час шторму з використанням алгоритмів аналізу зовнішніх впливів. Розроблено модуль автоматичного керування, доповнений блоком перетворення Фур’є для аналізу амплітудно-частотної характеристики хвилювання моря та фільтрації незначних коливань. У середовищі MATLAB було змодельовано хвильовий сигнал із накладеним шумом, проведено спектральний аналіз та візуалізовано допустимі області керування. Запропоноване рішення дозволяє підвищити точність навігаційних рішень, зменшити ризики резонансної хитавиці та покращити загальний рівень безпеки судноплавства в екстремальних умовах. The publication considers the problem of controlling the movement of a vessel in storm conditions, which is one of the most difficult tasks in navigation, especially considering the influence of the human factor. It is analyzed that most accidents and incidents are associated with crew errors caused by stress and the complexity of the marine environment. An approach to automating the process of controlling a vessel during a storm using algorithms for analyzing external influences is proposed. An automatic control module has been developed, supplemented by a Fourier transform block for analyzing the amplitude-frequency characteristics of sea waves and filtering minor fluctuations. A wave signal with superimposed noise was simulated in the MATLAB environment, spectral analysis was performed, and permissible control areas were visualized. The proposed solution allows to increase the accuracy of navigation decisions, reduce the risks of resonant swaying, and improve the overall level of navigation safety in extreme conditions.