Введение к работе
Актуальность исследования.
Актуальность выполненных исследований определяется необходимостью совершенствования и развития методов проектирования и экс—
ідуатзцин траловых систем с це ль із повышения результативности их ра-зоты. Отс?д:и вытекает ваз:ое народнохозяйственное значение проверенных исследован:::!, способехвуимих повымекпе ефективності; трало-зого лова з условиях кетоменпя запасов рыбы, усложнения правовой і экологической обстановки.
цель и задачи исследования.
Целью диссертации является построение основ теорпі: нестационарного движения тралового комплекса, как единой динамической системы; разработка на этой основе инженерных методов и алгоритмов реаеніл: ряда ітріїнцнпиальио важных задач проектирования траловых систем и управления Движением трала.
3 число основных задач исследования входит:
схематизация траловой системы, действующи на нее сшх и условий ее функционирования;
построение математических моделей пространственного и плоского
движения траловой системы при заданных законах изменения скорости судна и плины вытравленного ваера или скорости судна и тяговых хар; теристик ваерной лебедки;
построение математической модели плоского .движения траловой сисп мы при заданных законах изменения располагаемой тяги су.дна и длины вытравленного ваера или располагаеі»5ой тяги су.дна и тяговых характеристик ваерной лебедки;
анализ различных моделей .движения траловой системы, изучение возможностей их упрощения , построение линейных моделей;
построение математической модели движения траловой системы с уче^ упругих свойств ваера и при заданном законе изменения натяжения в з ре;
установление адекватности математической модели на основе сопостг ления результатов расчетов с результатами экспериментов;
разработка алгоритмов для решения проектных задач, связанных с рг чвтом сопротивления трала, тяги траулера и тягово-кинематических та рактеристик ваерной лебедки для реализации заданных режимов движеш траловой системы;
постановка задач прицельного траления как задач математической т< рии управления;
решение задач о быстрейшем наведении трала на косяк путем изменеї скорости судна и задачи о переводе трала на новый горизонт путем и: менения длины вытравленного ваера и скорости судна;
построение программных управлений, позволяющих провести трал по заданной траектории.
Общая методика исследования.
Методика исследования определялась прежде всего поставленной задачей: установить физически обоснованную взаимосвязь инерционных, геометрических, весовых и диссипативных характеристик траловой сие
темы с кинематическими и динамическая: характеристиками различных, в тогл числе - нестационарных режимов ее работы. Поэтому методологической базой исследования стали теоретические детерминированные, а не функіпіонально-омпирические модели.
В первую очередь быгс проведена схематизация траловой системы. Как и любая схематизация она потребовала разумного компромисса между простотой и адекватностью оригиналу. В результате траловая система была схематизирована механической системой, состоящей из материальных точек к кзрнпрно соединеннее стершей постоянной и переменной длины, перемещающихся в переменном силовом поле.
Это позволило применить для исследования хорошо разработанный математический аппарат аналитической механики (уравнения Лагранжа Еторого рода) и описать нестационарное даинение тралового комплекса системой обыкновенных дифференциальных уравнений, порядок которой в различных задачах колеблется от двух до десяти. Исследование полученных уравнений, в основном - численными методами, ПОЗВОЛИЛО существенно упростить математические модели и выделить тшшчнне случаи, в которых эти модели стали достаточно обозримыми и доступными для эффективного исследования с помощью ЭВМ.
В результате были созданы алгоритмы целенаправленного поиска основных проектных характеристик элементов системы с учетом факторов, обусловленных нестацпонаркостко ее движения, а также - алгоритмы программного управления движением трала.
Научная новизна.
Научная новизна работы заключается в построении математически обоснованной теорій: нестационарного движения тралового комплекса, как единой управляемой динамической системы с конечным числом степеней свободы. При этом учтены и такие факторы, как неидеальная жесткость ваера, качка судна, наличие подводных течений в зоне
перемещения трала.
В решении прикладных задач новизна заключается в том, что н лаемый рении двиаения трала вводится во входную ингЬорлащш, а на хождению подлежат необходимые для осуществления этого двикения т. гово-кинематические характеристики ваерной лебедки и траулера.
В число разработок, обладающих научной новизной, входят так постановка задачи управления, алгоритм оптимального наведения тр на косяк путем изменения скорости судна, замена во входной инфорі щи диссипативных характеристик трала усилием в верхнем конце вы1 равленного ваера, решение задачи о проведении трала по заданной траектории и другие.
Практическая ценность.
Основная практическая ценность диссертации состоит в том.чті на основе установленных взаимосвязей мекду различными характерне ками двикения траловой системы разработаны инженерше метода и а; горитмы, которые позволяют:
не прибегая к перебору вариантов, обосновывать сопротивление т] ла, тягу судна и тягово-кинематические характеристики ваерной лебедки с учетом желаемых динамических качеств траловой системы, а также с учетом качки судна и наличия подводных течений;
оптимизировать программные управления изменением глубины хода трала, сократив в 2-3 раза время выхода трала на новый горизонт; строить программные управления прицельного облога путем проведеш трала по заданной траектории.
Указанные методы и алгоритмы, ориентированные на широкое ирі менение ЭВМ, могут служить основой математического обеспечения С/ и АСУ траловыми комплексами, тренажеров по управлению движением трала и т.п.
Реализация работы. ' Результаты исследований нашли применение в работе научно-исс
дователъских и проектных организаций, а также учебных заведений.
В частности, они были приняты для использования при определении тяговых-характеристик судов и основных параметров ваерных лебедок, при проектировании траулеров в ЦКБ "Восток".
Материалы диссертации использовались в НПО по технике промышленного рыболовства при создании автоматизированной системы управления технологическим процессом тралового лова "Лтлант-1", которая была принята в промышленную эксплуатацию в 1986 г.
Выполненные в диссертации исследования используются при подготовке специалистов высшей квалификации по промышленному рыболовству. Они Еошли в учебник А.Л.Фридмана "Теория и проектирование орудий промышленного рыболовства" (М.: "Пищевая промышленность", 1981), и в учебник В.П.Карпенко и С.С.Торбана "Механизация и автоматизация процессов промышленного рыболовства" (М.: Агропромиздат, 1990). В 1978-82 г.г. для студентов КТИИІХ автором читался специальный курс лекций по элементам математического моделирования тралового лова, основу которого составляли исследования реферируемой диссертации.
Апробация работы.
Материалы диссертации докладывались, обсуждались и получили одобрение:
на УІ и УП Международных научно-технических конференциях по развитию флота рыбной промышленности и промышленного рыболовства социалистических стран (С.-Петербург, 1984, 1989 г.г.);
на Всесоюзной отраслевой научно-технической конференции "Проектирование и эксплуатация техники промышленного рыболовства" (Калининград, 1989);
на семинаре "Управление-"в механических системах" МГУ и на кафедра "Теоретическая механика" ШИТ (Москва, 1979, 1977 г.г.)і
на семинаре Научного совета по проблеме "Кибернетика" АН УССР (Черновцы, 1978, 1980 г.г.);
на объединенном семинаре "Прикладные аспекты проблемы автомати защіи проектирования, модели, методы и средства решения задачи программированной эксплуатации совокупности сложных технических объектов" (Калининград, 1984 г.);
на симпозиуме "Основные направления совершенствования подъемного тралового оборудования рыболовных судов" (Севастополь, 1982);
на совместном заседании специалистов ЦКБ "Восток" и ЦНИИ им.ак Крылова (С.-Петербург, 1977 г.);
на Всесоюзном научно-техническом семинаре по гидродинамике и проектированию орудий лова (Калининград, 1987 г.);
на консультативных совещаниях специалистов СССР и ІДР по теме "Совершенствование методов проектирования орудий лова и режимов их эксплуатации" (Калининград 1972-1978 г.г.);
на научно-технических конференциях КТМРПХ и межвузовских Минры( хоза СССР (Калининград, 1972-1990 г.г.).
Публикации.
Материалы диссертации опубликованы в монографии "Динамика т] ловой системы": -ГЛ.: Агропромиздат, 1990. - 240 с. (в соавторсті с А.Л.Фридманом) и в 22 других печатных работах.
Объем работы.
Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения. Онг излокена на 294 страницах, содеркит 36 рисунков и 21 таблицу. Бис лкография 209 наименований, из них 174 на русском язшсе. В приложение включены акты, подтверждающие использование материалов дис-
сертации в проектной практике г.*для подготовки специалистов.
- II -
