Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Способ управления движением судна, выполняющего швартовную операцию к борту судна, стоящего на якоре . 9
1.1. Основные закономерности в характере движения судна, стоящего на якоре . 9
1.2. Анализ существующих способов швартовки к борту судна, стоящего на якоре 16
1.3. Способ управления судном при выполнении им швартовной операции к борту судна, стоящего на якоре . 30
Глава 2. Построение математической модели движения судна, стоящего на якоре . 42
2.1. Общие положения 42
2.2. Расчёт гидродинамических усилий, образующихся на корпусе судна . 44
2.3. Программная реализация расчёта гидродинамических усилий на корпусе судна . 50
2.4. Учёт влияния мелководья на гидродинамические характеристики корпуса судна 56
2.5. Учёт влияния течени на динамику судна, стоящего на якоре 57
2.6. Оценка усилий на руле 57
2.7. Расчёт аэродинамической силы и её момента . 58
2.8. Определение воздействия морского волнения 67
2.8.1. Постоянные составляющие воздействия регулярного волнения 67
2.8.2. Переменные составляющие воздействия регулярного волнения 74
2.8.3. Составляющие воздействия на судно нерегулярного волнения 81
2.9. Расчёт усилий, создаваемых подруливающим устройством 88
Глава 3. Моделирование процесса движения объекта швартовки, стоящего на якоре 91
3.1. Усилия, действующие на объект со стороны одиночной якорной цепи . 91
3.2. Статическое равновесие объета 97
3.2.1. Действие ветра 97
3.2.2. Действие ветра и вызванного им волнения . 100
3.3. Учёт течения в месте якорной стояки 104
3.4. Генерация случайного процесса нерегулярного морского волнения для моделирования поведения объекта на якорной стоянке 105
3.5. Компьютерное моделирование движений объекта, находящегося на якорной стоянке 116
Глава 4. Моделирование процесса управляемого движения судна к объекту швартовки, находящемуся на якорной стоянке 130
4.1.Формирование управляющего сигнала 134
4.2. Движение вдоль линии прицеливания 138
4.2.1. Оценка качества управления судном 140
4.3. Моделирование движения к переменной целевой точке 141
4.4. Моделирование движения вдоль линии прицеливания 149
4.5. Управление вдоль произвольной таректории 154
4.6. Действие ветра и волнения 161
4.7. Выводы 163
Заключение 165
Список литературы
- Анализ существующих способов швартовки к борту судна, стоящего на якоре
- Программная реализация расчёта гидродинамических усилий на корпусе судна
- Учёт течения в месте якорной стояки
- Оценка качества управления судном
Анализ существующих способов швартовки к борту судна, стоящего на якоре
Якорная стоянка является одной из ключевых судовых операций, выполнение которой, особенно в условиях открытого моря, сопряжено с рядом рисков, обусловленных как сложностью самой операции постановки судна на якорь и снятие с него, так и влиянием гидрометеорологических условий в районе места якорной стоянки. Стоянка на якоре в сложных гидрометеорологических условиях требует от судоводителей постоянного контроля за поведением судна, динамикой его перемещений и их особенностями в сложившихся условиях (направление и скорость ветра, направление и скорость течения, наличие волнения, характер грунта и его рельеф). В случае если поведение судна вызывает сомнения в сохранении его безопасности, судоводитель должен немедленно принять меры по обеспечению безопасности якорной стоянки или сняться с якоря, с переходом в другой, безопасный режим плавания. Постоянная готовность к снятию судна с якоря является необходимым требованием безопасности при выполнении якорной стоянки. Такая готовность устанавливается капитаном судна с учетом местных условий стоянки, метеорологической обстановки, сложившегося технологического процесса, участие в котором принимает судно как транспортное средство, выполняющее определённую производственную функцию. В данном случае, немаловажным фактором является наличие у борта судна, стоящего на якоре, другого судна, задействованного в выполнении грузовых или каких-либо других операций совместно с судном, стоящим на якоре. Более того, принимая решение о совместном выполнении грузовых операций при стоянке на якоре, капитан судна, стоящего на якоре, должен прогнозировать развитие событий на определённую перспективу, чтобы не оказаться в условиях, требующих выполнения сложных, порой нестандартных действий по обеспечению безопасности судов.
Судно, стоящее на якоре, при воздействии на него ветра, течения и волнения моря находится в состоянии постоянного движения и непрерывно изменяет свое положение относительно линии отданного якоря (линии ветра, условно проведённой через место расположения якоря на грунте). Особенности движения судна, стоящего на якоре, другими словами, характер его рыскания зависит от ряда факторов, наиболее значимыми из которых являются следующие: - главные размерения корпуса судна, водоизмещение; - архитектурные особенности надводной части корпуса судна, надстроек и рубок, в частности, место расположения большей надстройки относительно плоскости мидель-шпангоута; - текущее состояние загрузки судна, определяющее посадку (осадка, дифферент) корпуса в воде; - координаты точки крепления якорной цепи; - количество отданной якорной цепи; - глубина места якорной стоянки и её соотношение с количеством отданной якорной цепи; - характер грунта в месте якорной стоянки; - держащая сила якорной системы (якорь и якорная цепь); - гидрометеорологические условия в районе места якорной стоянки; - соотношения между основными параметрами (направление, скорость) ветра, течения и волнения
Необходимо отметить, что динамика рыскания судна, стоящего на якоре, до настоящего времени практически не исследована, что вызывает определённые сложности при разработке безопасных способов маневрирования судов, выполняющих швартовные операции к борту судна, стоящего на якоре. При принятии решения о выполнении или невыполнении швартовной операции судоводители руководствуются исключительно собственным практическим опытом, а при его отсутствии отказываются от выполнения швартовной операции к борту судна, стоящего на якоре. Следствием этого, как правило, является неоправданная потеря времени и другие эксплуатационные потери.
На первой стадии изучения характера рыскания судна, стоящего на якоре, ограничимся выяснением основных закономерностей, определяющих общую ди 11 намику его движения, не рассматривая особенности влияния тех или иных из перечисленных выше факторов.
Анализируя общий характер динамики движения судна, стоящего на якоре, можно сделать вывод о том, что оно осуществляет сложные незатухающие апериодические колебания, сопровождающиеся изменениями его положения в пространстве относительно места постановки якоря. При этом наблюдается некоторая симметрия в указанных положениях относительно некоторой средней линии (линия симметрии) положения, проходящей через линию натяжения якорной цепи.
Как установлено в результате многочисленных наблюдений за поведением судна, стоящего на якоре, указанные установившиеся апериодические колебания приводят к изменениям курса судна в приделах (±10–30). Диапазон колебаний курса судна и величина отклонения его от линии симметрии, зависят от величины соотношения между основными параметрами ветра и течения (скорость и направление). В частности, при отсутствии относительно большого по скорости течения в месте якорной стоянки колебания курса будут значительными, как, впрочем, и амплитуда перемещений судна относительно условной линии симметрии. Ситуация меняется в худшую сторону, если в указанных условиях присутствует сильный ветер, и тем более, если его направление существенно отличается от направления течения.
В общем случае характер колебательных движений судна, стоящего на якоре, можно сравнить с характером колебательных движений твердого тела, подвешенного на тонкой нити, где в качестве нити выступает якорная цепь, а масса маятника равна массе судна. Среда, в которой происходят колебания, создаёт некоторые особенности силового воздействия на судно, совершающее колебательные движения. Определённое сочетание аэродинамических, гидродинамических усилий, а также усилий, образующихся в гибкой связи, формирует характер движения судна, который имеет ряд отличительных особенностей от характера колебательных движений маятника. Колебательные процессы при рыскании судна, стоящего на якоре, протекают в более сложной форме. Попытаемся установить основные фазы этого процесса, чтобы адекватно оценивать результаты дальнейших научных исследований.
В результате анализа ряда работ, посвященных исследованию поведения стоящего на якоре судна, в частности [26], [31], [32], [40], [41], можно отметить наиболее, на наш взгляд, точное описание характера его движения, представленного в работе В. П. Тихомирова [32]. По утверждению автора, переменный характер силы внешнего воздействия порождает такой же переменный характер движения судна, стоящего на якоре. Выбор места якорной стоянки, определённое сочетание внешних факторов не гарантируют такого положения, при котором были бы взаимно компенсированы все силы, воздействующие на судно, и оно находилось бы в состоянии устойчивого равновесия. Очевидно, что переменный характер силового воздействия на судно будет способствовать постоянному изменению характера его движения.
Практика показывает, что при определённом сочетании воздействий со стороны ветра и течения, а именно при слабом ветре и сильном течении, колебательный процесс движения судна будет более устойчив, и траектория движения судна будет меняться только при изменении скорости и направления течения. Например, при стоянке судна в условиях чередующихся приливов и отливов оно плавно будет менять положение устойчивого равновесия при изменении направления течения. В данном случае следует обратить внимание на повышенную опасность при проведении швартовных операций в период изменения направления течения. При определённом постоянстве ветровой нагрузки, т. е. при слабом постоянном ветре рыскание судна незначительно и имеет установившуюся периодичность колебательных движений; при постоянном течении рыскание и амплитуда перемещений судна относительно линии симметрии будет минимальным. В этой связи представляется необходимым более детально исследовать процесс движения судна, стоящего на якоре, в условиях больших ветровых нагрузок. Рассмотрим характерные особенности в перемещениях судна при воздействии сильного ветра, превалирующего по величине силового воздействия над течением.
Программная реализация расчёта гидродинамических усилий на корпусе судна
Швартовка к борту судна, стоящего на якоре, является весьма распространённым видом судовых ключевых операций. Выполнение такого сложного вида маневрирования, как швартовка на якоре, как правило, диктуется производственной необходимостью. Ввиду сложности проведения швартовных операций к борту судна, стоящего на якоре, к ней прибегают не так часто, как, например, к швартовке на ходу, но в случае необходимости и с учетом ряда обстоятельств рассматриваемый вид швартовки используется в морской практике. Так, одной из основных причин выбора данного метода швартовки является необходимость выполнения безотлагательных грузовых операций в условиях открытых рейдов или открытого моря, когда не представляется возможным заход судна в порт. Прежде всего, это касается промысловых судов, осуществляющих промысел в отдалённых районах мирового океана, а также судов снабжения, выполняющие доставку грузов в районы ведения поисковых и других работ, связанных с освоением природных ресурсов морского шельфа. Кроме того, необходимость выполнения швартовной операции к борту судна, стоящего на якоре, может возникнуть в том случае, когда нужно произвести разгрузку в районах, не позволяющих крупным судам подойти непосредственно к береговым причалам, или доставить на суда при стоянке на рейдах экипаж, различное снабжение и другие грузы.
Характер выполнения сложного маневрирования при проведении швартовной операции к борту судна, стоящего на якоре, лишь при отсутствии или незначительном воздействии внешних факторов может в известной мере приближаться к характеру маневрирования при швартовке к борту судна, стоящего у причала в порту. Условия проведения швартовной операции к подвижному объекту намного сложнее и их сложность существенно возрастает, если гидрометеорологические условия в районе якорной стоянки швартующего судна трудно поддаются параметрической оценке. В этих условиях нельзя не считаться с подвижностью судна, стоящего на якоре, как объекта швартовки, при подходе к его борту или при гидродинамическом взаимодействии швартующихся судов. Если швартующее судно меньше швартующегося судна, во время проведения швартовной операции необходимо также учитывать гидродинамическое воздействие на швартующее судно, вызванное работой движительно-рулевого комплекса швартующегося судна. Когда в районе проведения швартовной операции в качестве превалирующего внешнего воздействия на швартующее судно рассматривается ветровое воздействие, его рыскание может быть непредсказуемым и это надо иметь в виду судоводителю швартующего судна при выборе места якорной стоянки.
В условиях, когда швартующееся судно движется малым или самым малым ходом, его управляемость существенно зависит от влияния ветрового воздействия, а также воздействия волн и течения. Выполнять сложное маневрирование в условиях пониженной управляемости и осуществлять выход к подвижному объ 18 екту – очень сложная задача, началом выполнения которой является выбор взаимной исходной позиции швартующихся судов, и определение момента начала движения швартующегося судна в направлении швартующего судна. Исходная позиция и момент начала движения к борту швартующего судна определяются не только исходя из манёвренных характеристик швартующегося судна с учётом влияния на них внешних факторов, но и от характера поведения швартующего судна в период выполнения швартовной операции.
Швартовные манёвры, выполняемые швартующимся судном, в рассматриваемых условиях имеют несколько характерных особенностей: - выход к борту судна, стоящего на якоре, осуществляется только с его подветренного борта, при этом швартующееся судно на протяжении всего маневрирования должно двигаться с минимально возможным курсовым углом к ветру или течению; в случае присутствия в районе выполнения швартовной операции обоих факторов, влияющих на управляемость, при выборе курса выхода к борту швартующего судна следует отдавать предпочтение направлению течения при небольших скоростях ветра или осреднённому направлению ветра и течения; когда осреднённое направление ветра и течения определить сложно, необходимо ориентироваться на линию, проходящую через место расположения якоря и среднюю точку траектории движения швартующего судна, стоящего на якоре; - судоводителю швартующегося судна необходимо предельно точно прогнозировать не только траекторию движения собственного судна, но и траекторию движения швартующего судна, постоянно соизмеряя взаимные положения обоих судов в процессе маневрирования с учётом скоростей перемещения швартующихся судов; - при выходе на швартовку судоводителю необходимо оценить степень защищённости швартующегося судна от волн и ветра как в момент первого контакта швартующихся судов, так и при дальнейшей совместной стоянке с учётом соблюдения условий безопасности выполнения грузовых операций; предопределить положение швартующего судна в момент выхода швартующегося судна к борту швартующего судна, в соответствии с чем выбрать режим маневрирования кур 19 сом и скоростью; учитывать направление якорной цепи относительно выбранного борта швартовки, отдавая предпочтение борту, противоположному борту отдачи якоря.
Выбор способа маневрирования швартующегося судна к борту судна, стоящего на якоре, во многом зависит от соотношения размеров швартующихся судов, гидрометеорологических условий в районе выполнения швартовной операции и характера поведения швартующего судна в сложившихся условиях внешних воздействий. В данном случае оптимальным считается вариант, когда швартующееся судно меньше по размерам швартующего судна. Безопасность швартовной операции двух одинаковых по размерам судов может быть обеспечена только при благоприятных гидрометеорологических условиях, т. е. при устойчивых значениях параметров течения и небольшом по силе ветра в районе выполнения швартовной операции.
Если швартующее судно меньше швартующегося судна наиболее благоприятные условия для швартовки представляются при выходе швартующегося судна к наветренному борту во время его движения от линии симметрии в крайнюю точку траектории рыскания (рис. 1.2, а) и в момент выхода в крайнюю точку траектории рыскания перед сменой направления движения швартующего судна (рис. 1.2, б), а также при выходе к подветренному борту в момент начала движения швартующего судна под ветер после изменения знака курсового угла к ветру (рис. 1.2, в). Так как направление распространения волн, как правило, не совпадает с направлением ветра (направления распространения могут отличаться до 45о), швартоваться рекомендуется с подветренного борта в момент выхода швартующего судна на направление распространение волн (рис. 1.2, в), так как в этом случае бортовая качка швартующего судна, а также швартующегося судна в последней стадии швартовки будет минимальной.
Учёт течения в месте якорной стояки
Рассмотренный случай статического равновесия соответствует ситуации, когда ветер только возник и волнение отсутствует. Если же ветер действовал некоторое время и волнение развилось в той или иной мере, то следует рассмотреть равновесие при наличии усилий и аэродинамического, и волнового происхождения.
В графической форме результаты этих трёх аппроксимаций показаны на рис. 3.3, из которого хорошо видно, что худшее качество аппроксимации имеет высота волны h. Это качество можно улучшить, повысив порядок полинома с трёх до пяти. Но для практической потребности точности хватает и при третьем порядке полинома, на котором мы и остановились. К набору формул (3.9) добавим аппроксимацию, обратную первой зависимости из (3.9): В = - 0.846 + 0.477а - 0.004881а2. (3.10) Алгоритм применения комплекса формул (3.9) следующий. Выбираем некоторое значение скорости ветра иа и по нему из выражения (3.10) находим соответствующую балльность В. По величине В из второй и третьей формул группы (3.9) находим высоту волны h и её длину X. По длине волны из (3.8) находим коэффициент
Cwx, а затем и постоянное продольное волновое усилие Rwx = 0.5Cwxg(h 12) L .
В качестве примера приведём расчёт для скорости ветра 10 м/с. По ней определяем В = 5.127, далее находим h = 1.998 м, X = 30.545 м и при длине судна по ватерлинии L = 147 м - относительную длину волны XIL = 0.208. По относительной длине XIL находим коэффициент Cwx = 0.018, затем силу Rwx = 12.3 кН. Ранее для выбранной скорости ветра была рассчитана аэродинамическая сила Rm = 19.03 кН. Следовательно, суммарная действующая сила будет равна 31.33 кН. Интерполяция между 15-й и 16-й строками табл. 3.2 даёт для этой суммарной силы равновесное расстояниехК = 90 м. Переменную составляющую продольного усилия от регулярного волнения, вызванного ветром, находим с помощью формул (2.29)-(2.32): xw = xw0 sin O; Такой расчёт даёт XL = -3.042 10 4. Естественно, что при этом угол волнового дрейфа выбран равным 0. Найденные значения коэффициентов, а также амплитуда волны L,а = h/2 = 1 м позволяют получить амплитуду волнового усилия Yw0 = -1.1 кН. Следовательно, суммарное воздействие будет определяться выражением
Это означает, что с периодом 4.4 с продольное усилие изменяется гармонически в диапазоне от 30.2 до 32.4 кН и что судно будет изменять положение статического равновесия с позиции, когда над грунтом находится 91.5 м цепи, до позиции, когда 92 м цепи висят над грунтом. Данные результаты мы получаем с помощью табл. 3.2 (интерполяция между строками 15 и 16). Это оправдывает рассмотрение состояния как равновесного, поскольку судно перемещается примерно на 0.5 м за 4.4 с, т. е. со средней скоростью перемещения 0.12 м/с.
Мы уделили вопросу статического равновесия судна на якорной связи довольно много внимания. Это связано с тем, что равновесный случай очень важен для моделирования, так как является начальным состоянием объекта.
Учёт течения в месте якорной стоянки Для движения объекта на якорной связи учёт течения, возможного в месте якорной стоянки, специфичен. Два предельных случая состояния объекта с этой точки зрения нам хорошо известны. Если объект перемещается свободно, без связей, то дополнительные гидродинамические усилия не возникают. Течение учитывается только кинематически, происходит перенос объекта вместе с течением, отчего изменяются координаты объекта. Если же объект находится на жесткой связи, то течение порождает дополнительные гидродинамические воздействия, которые рассчитываются обычным образом. В данном случае возможна ситуация освобождения от связи, когда якорная цепь не напряжена и объект становится свободным. В этом случае мы сталкиваемся с первым вариантом расчёта перемещения объекта с кинематическим учётом течения. Как только в процессе перемещения объекта его координаты становятся такими, что в якорной связи возникает усилие, уравнения движения следует интегрировать с учётом и этого усилия, и дополнительного усилия, вызванного действием течения. Понятно, что это приводит к весьма специфической релейной нелинейности в системе дифференциальных уравнений. Параметром, который "переключает" эти две ситуации, является расстояние от клюза объекта до места расположения якоря. Генерации случайного процесса нерегулярного морского волнения для моделирования поведения объекта на якорной связи
В ряду основных методов моделирования стационарных случайных процессов с заданными спектральными свойствами стоят канонические разложения и формирующие фильтры. Они различаются как сложностью подготовительных расчётов, так и свойствами моделирующих алгоритмов [8]. Каноническое разложение по гармоническим функциям требует больших вычислительных затрат, которые увеличиваются пропорционально квадрату длины требуемой непериодической реализации процесса. Метод формирующего фильтра позволяет экономить машинные ресурсы и получать реализации любой длительности, заранее неопределенной [8]. Поэтому, когда заданная спектральная плотность мощности задана дробно рациональной функцией, следует использовать рекурсивные формирующие фильтры. Если заданная спектральная плотность мощности не является дробно рациональной функцией, можно использовать методы разложения спектральной плотности мощности в ряд Фурье. Именно этот способ мы применяем в данной работе, учитывая последующее использование результата в виде генерируемых внешних воздействий на судно от нерегулярного волнения для заданного момента времени. Эти сгенерированные воздействия, в свою очередь, используются при численном интегрировании уравнений движения морского объекта на нерегулярном морском волнении.
При компьютерном моделировании процесса перемещения объекта, находящегося на якорной связи, возникает необходимость генерировать в реальном масштабе времени изменения силовых воздействий, вызванных морским волнением нерегулярного характера
Оценка качества управления судном
Существует множество подходов к такой оценке, которые можно найти в литературе, например в [4], [37], [16]. При моделировании подходов судна к объекту швартовки нами были выбраны два критерия оптимальности. В качест ве первого критерия возьмем потерю скорости хода при изменении курса, кото рую можно выразить интегралом: Естественно, что при численном моделировании интеграл переходит в суммирование, которое производится по всем точкам траектории подхода к месту швартовки:
В выражениях (4.15), (4.16) для критерия Q используются следующие величины: К - курс судна; К0 - его уставное значение для управления (заданный курс); и, Р - соответственно скорость и угол дрейфа. При этом Ко может быть и переменным, если линия прицеливания в процессе подхода к месту швартовки меняет свое положение. Введенный критерий должен быть тем меньше, чем качественнее управление судном. Такой критерий позволяет сравнивать различные варианты управления, например, изменяя в них пределы (4.4) управляющего сигнала для переключения рулевого привода или коэффициенты усиления (4.3) отклонений для выработки управляющего сигнала. Однако при этом траектории подхода будут различными, и более длинная траектория "накопит" большую сумму вида (4.16). Поэтому логично отнести качество к одной точке траектории, поделив сумму на число слагаемых. Кроме того, сумму следует нормировать, поделив её на начальную скорость судна и0 Возможно использование другого критерия, что представляется нам более удобным. Этот критерий описывается уравнением, в которое входит отклонение курса судна от некоторого среднего значения (зарыскивание)
В данном случае критерий представлен сразу в виде суммы, минуя интегральную форму. Эту сумму логично нормировать, относя первое слагаемое к квадрату заданного курса К0, а второе - к квадрату модуля предельного положения руля. Поскольку слагаемые носят квадратичный характер, то из результирующей суммы извлекается квадратный корень. Естественно, как и в случае использования первого критерия, отнести результат к одной точке, поделив его на число слагаемых. В этом критерии используются сразу две характеристики - за-рыскивание и угол перекладки руля, т. е. критерий носит комплексный характер, поэтому в выражение (4.17) входит весовой множитель р, позволяющий уравновесить эти два показателя. Исходя из требований к зарыскиванию ( 17) и зная порядок предельной кладки руля («35), можно принять этот множитель равным (35/17)2 0.25. Именно таким в нашем случае он и выбран при подсчётах качества управления. После введения этих критериев можно производить собственно моделирование различных вариантов подхода к цели, используя разные управления.
Моделирование движение к переменной целевой точке
Как было сказано выше, на первом этапе швартовки мы должны выйти в некоторую точку ЛП, удалённую от цели на заданное расстояние. Координаты такой точки легко найти по заданному расстоянию от цели Д и параметрическому уравнению линии прицеливания, используя формулы (4.12), (4.13): х = xz + ddO cos(Kz) + Д sin(Kz); y = xz + ddO-sin(Kz)- Д-соъ(Кг). 4 18 Здесь, как и ранее, ddO - параллельное смещение ЛП от цели, а параметры с индексом z относятся к самой цели. Управляющий сигнал формируется как пропорциональный отклонению курса швартующегося судна от направления на переменную точки с координатами (4.18).
На рисунке приведены три траектории, которые отличаются начальным курсом судна. Траектория 1 имеет начальный курс 60, поэтому является наиболее короткой, поскольку не требует начального манёвра. Две другие траектории имеют "неудобный" начальный курс судна. Так, на траектории 2 он равен 170, а на траектории 3 – 330. В двух последних случаях танкер под действием системы управления совершает начальный манёвр типа полуциркуляции и полной циркуляции и только затем начинает двигаться к цели. Подчеркнём, что система управления даже в этом случае работает правильно и движение к цели завершается нужным образом. Но при ручном управлении этот начальный манёвр можно произвести более эффективно и только после его выполнения перейти на управление автоматическое. Траектории 2, 3 приведены для того, чтобы показать работоспособность системы управления по отклонению курса от направления на цель в таких случаях. При расчёте показателя качества управления на траектории 1 бы 143 ли получены значения Q\ = 0.087 и Q2 = 0.014. Число точек, включенных в расчет, было равно 1 100. Это соответствует времени выполнения подхода, равного 1 100 с или примерно 18 мин. Показатели качества для двух других траекторий не рассчитывались, так как туда вошли бы точки начального манёвра, для которых наши показатели не имеют смысла.
На рис. 4.6 показаны изменения курса судна и угда перекладки руля при движении вдоль траектории 1. Движение происходит вдоль прямой с направлением 52, зарыскивание составляет ±10. Период переключения равен 225 с или 3.75 мин.
Аналогично смоделирована траектория подхода к переменной точке для траулера "Б.Зайцев". Сама траектория не приводится, но на рис.4.7 показано изменение курса и угла перекладки руля для этого траулера. Это небольшое верткое судно, и его движение при выбранном управлении характеризуется большим рысканием по траектории. Траулер движется вдоль среднего направления 53 с за-рыскиванием + 44. Период переключения равен 185 с или 3.1 мин. Естественно, что качество управления падает, и его показатели составляют Q\ = 0.287 и Q2 = 0.020.
Это означает, что для данного типа судна управление должно быть более сложным и включать, например, скорость изменения направления на целевую точку. В этом случае управляющий сигнал формируется следующим образом: sign = 21 -(K-z) + a2 -( Д (4.19) где а\, а2 - коэффициенты усиления по отклонению курса и скорости изменения угла визирования цели. Закон управления скоростью перекладки руля формально повторяет закон (4.4) и содержит зону нечувствительности (sign liml), зону насыщения (sign Hm2) и зону линейного изменения скорости (liml sign Hm2):
