Automatyzacja i sterowanie statkiem

Transkrypt

1 Automatyzacja i sterowanie statkiem

2 Komitet Automatyki i Robotyki Polskiej Akademii Nauk Monografie Tom 18 Komitet Redakcyjny serii Tadeusz Kaczorek (przewodnicz¹cy) Stanis³aw Bañka Miko³aj Bus³owicz W³adys³aw Findeisen Henryk Górecki Edward Jezierski Jerzy Klamka Józef Korbicz Krzysztof Malinowski Maciej NiedŸwiecki Leszek Rutkowski Ryszard Tadeusiewicz Krzysztof Tchoñ Leszek Trybus Jan Wêglarz

3 Roman Œmierzchalski Automatyzacja i sterowanie statkiem Wydawnictwo Politechniki Gdañskiej Gdañsk

4 PRZEWODNICZĄCY KOMITETU REDAKCYJNEGO WYDAWNICTWA POLITECHNIKI GDAŃSKIEJ Janusz T. Cieśliński REDAKTOR PUBLIKACJI NAUKOWYCH Michał Szydłowski RECENZENCI Józef Lisowski Zenon Zwierzewicz REDAKTOR JĘZYKOWY Agnieszka Frankiewicz PROJEKT OKŁADKI I STRON TYTUŁOWYCH Wojciech J. Steifer Wydano za zgodą Rektora Politechniki Gdańskiej Oferta wydawnicza Politechniki Gdańskiej jest dostępna pod adresem Copyright by Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej, Gdańsk 2013 Utwór nie może być powielany i rozpowszechniany, w jakiejkolwiek formie i w jakikolwiek sposób, bez pisemnej zgody wydawcy ISBN WYDAWNICTWO POLITECHNIKI GDAŃSKIEJ Wydanie I. Ark. wyd. 14,3, ark. druku 12,5, 133/763 Druk i oprawa: EXPOL P. Rybiński, J. Dąbek, Sp. Jawna ul. Brzeska 4, Włocławek, tel

5 SPIS TREŚCI Przedmowa... 7 Wykaz ważniejszych oznaczeń i terminów SYSTEMY AUTOMATYKI STATKU Sterowanie statkiem Automatyzacja statku Zakres automatyzacji statku Statek jako system Złożony system sterowania Projektowanie systemu sterowania Zintegrowany system sterowania (ZSS) Konfiguracje sieci komputerowych Układy sterowania i kontroli Bibliografia KIEROWANIE STATKIEM Kierowanie ruchem statku na morzu Dekompozycja sterowania Metody sterowania statkiem Bibliografia MODELE STATKU Modele sterowania statkiem Opis ruchu statku Orientacja statku w przestrzeni Równania ruchu statku Model o 3 stopniach swobody Modele nieliniowe statku Przykład modelu nieliniowego statku wiertniczego Modele uproszczone statku Stateczność kursowa statku Zmodyfikowane modele statku Model z uwzględnieniem prędkości Bibliografia URZĄDZENIA I SYSTEMY NAWIGACJI Podstawowe systemy nawigacji Pomiar pozycji i kierunku Identyfikacja środowiska nawigacyjnego Pomiar parametrów środowiska morskiego Urządzenie antykolizyjne ARPA Parametry położenia, ruchu oraz zbliżenia obiektów Symulacja manewru próbnego Podstawowe wymagania stawiane ARPA Bibliografia TRASA I TRAJEKTORIA STATKU Trasa rejsu statku Trajektoria statku Struktura systemu sterowania wzdłuż trajektorii

6 6 Spis treści 5.4. Sterowanie statkiem wzdłuż trajektorii Ruch statku wzdłuż trajektorii Modelowanie trajektorii statku Geometryczne modelowanie trajektorii łukiem okręgu Interpolacja wielomianowa trajektorii statku Zastosowanie metod optymalizacji Bibliografia DYNAMICZNE POZYCJONOWANIE Zadanie dynamicznego pozycjonowania Wymagania dla statków DP Tryby pracy DP Struktura systemu sterowania DP Algorytmy sterowania DP Wykorzystanie regulatora rozmytego do dynamicznego pozycjonowania statku wiertniczego Bibliografia UNIKANIE KOLIZJI NA MORZU Bezpieczeństwo w sytuacji kolizyjnej Sytuacja kolizyjna na morzu Manewr antykolizyjny Bezpieczna trasa przejścia System wspomagania decyzji nawigatora Wspomagania decyzji nawigatora Projektowanie systemów wspomagania decyzji Model decyzyjny w sytuacji kolizyjnej Inteligentne metody wyznaczania trajektorii bezpiecznej Planowanie ścieżek przejść w ujęciu ewolucyjnym Ewolucyjna metoda unikanie kolizji na morzu Efektywność ewolucyjnej metody wyznaczania ścieżki przejścia Modyfikacje algorytmów ewolucyjnych poszukiwania ścieżek przejść Konkurujący algorytm ewolucyjny Wielopopulacyjny algorytm ewolucyjny Konstrukcja wielopopulacyjnego algorytmu ewolucyjnego Badania algorytmu wielopopulacyjnego Analiza czasu obliczeń Bibliografia ZAKOŃCZENIE