Polechnka Gdańska ydzał Oceanoechnk Okręowncwa S. nż. I sopna sem. IV kerunek: Oceanoechnka Specjalnośc Okręowe Auomayzacja Saku 3 ZAKŁÓCENIA RUCHU SAKU M. H. Ghaem Marzec 7 Podsawy auomayzacj okręu 3. Zakłócena ruchu saku
3. ZAKŁÓCENIA RUCHU SAKU ymuszena ze srony oaczająceo środowska są nazywane zakłócenam ruchu saku.. war. fale spowodowane dzałanem waru 3. prądy morske 3.. ymuszene spowodowane warem Sły momeny oddzałujące na saek wywołane warem zależą od prędkośc waru Prędkość waru jes procesem sochasycznym. R R y R cos sn R R R y C Cy R y ; R arc R y R y prędkość waru składowe prędkośc saku R C Cy składowe prądu morskeo. Podsawy auomayzacj okręu 3. Zakłócena ruchu saku
Podsawy auomayzacj okręu 3. Zakłócena ruchu saku 3 Średna warość prędkośc waru moła służyć do kompensacj zakłócająceo oddzaływana waru. R S - + R C _ + Uproszczony schema blokowy kompensacj zakłócająceo oddzaływana waru wekor sł momenów oddzaływana waru N Y X ] [ ; ] [ ; ] [ ; m N L A C N N A C Y N A C X L R R N L R R Y R R X
unkcja ęsośc wdmowej mocy A cos k dz. czasu Podsawy auomayzacj okręu 3. Zakłócena ruchu saku 4
Podsawy auomayzacj okręu 3. Zakłócena ruchu saku 5 Podsawowe nformacje do. procesu sochasyczneo Dysrybuana P Gęsość prawdopodobeńswa d d d d
Podsawy auomayzacj okręu 3. Zakłócena ruchu saku 6 arość oczekwana średna saysyczna d E arancja odchylene średnokwadraowe d E Dyspersja d unkcja korelacj własnej d d E r
Sacjonarny proces sochasyczny erodyczny lm d lm d r lm d Przykład: zużyce palwa jedneo jedyneo malucha unkcja ęsośc wdmowej mocy sacjonarneo procesu sochasyczneo erodyczneo s r e r - j r S d s e j d Podsawy auomayzacj okręu 3. Zakłócena ruchu saku 7
Podsawy auomayzacj okręu 3. Zakłócena ruchu saku 8 Bały szum: proces synał sochasyczny kóry jeo:. warość oczekwana jes równa zero =. funkcja ęsośc wdmowej mocy jes sałą waroścą S=cons. d S r d r lm d S E j S j S G G u y S y u S G
Gęsość wdmowa mocy prędkośc waru przykłady S k 967 9 4 3 pomar na lądze! k=5 współczynnk urbulencj średna prędkośc waru na wysokośc m ponad pozomem morza w węzłach. S k 586 86 5 6 * pomar na lądze! z z 7 Podsawy auomayzacj okręu 3. Zakłócena ruchu saku 9
Lnowa aproksymacja. rzędu ęsośc wdmowej mocy prędkośc waru relacja * S K dze: K 586k. ; 86 proces sochasyczny bałeo szumu o ęsośc wdmowej mocy d= flr dolnopasmowy G s K s S Y ęsość wdmowa mocy procesu sochasyczneo na wyjścu elemenu układu serowana G j Q G j X Q X : macerz ęsośc wdmowych mocy wekoroweo bałeo szumu na wejścu skalarne: S Y d G j Podsawy auomayzacj okręu 3. Zakłócena ruchu saku
3.. ymuszena spowodowane falą Ops deermnsyczny Lnowy model fal A cos k a wznesene fal pulsacją -ej składowej H A A k ampluda -ej składowej lczba falowa ką przesunęca fazoweo b H A Przekrój fal a w płaszczyźne -z b w płaszczyźne -z A ampluda fal H wysokość fal okres fal - dłuość fal - wznesene fal. Podsawy auomayzacj okręu 3. Zakłócena ruchu saku
c k k c : prędkość rozchodzena sę fal z eor ruchu faloweo: k h k d d: łębokość wody : przyspeszene Zemske d d h k d k h - Ops probablsyczny s s Przykład funkcj ęsośc wdmowej mocy fal morskej Podsawy auomayzacj okręu 3. Zakłócena ruchu saku
A S : różnca pomędzy kolejnym pulsacjam składowych fal unkcja wdmowej ęsośc mocy fal: S C 6 ep [m s] Neumenn 95 S 5 Phlps 958 S 5 4 4 5 H H 3 ep5 4 przeważająca pulsacja [m s] Breschneder 959 pomary na północnym Alanyku H ma wysokość znacząca 3 3 Podsawy auomayzacj okręu 3. Zakłócena ruchu saku 3
5 4 S A ep B [m s] Person Moskowz 963 A 8 3 B 74 4 w : prędkość waru na wysokośc 94 m dla procesu sochasyczneo ypu aussowskeo: A 8 3 B 33 H 3 3 H 3 H 3 3 Podsawy auomayzacj okręu 3. Zakłócena ruchu saku 4
IC Inernaonal own anks Conference 978 S A ep B 5 4 [m s] A B 4 H 5 / 3 4 4 4 : Przeważający okres fal s Podsawy auomayzacj okręu 3. Zakłócena ruchu saku 5
Podsawy auomayzacj okręu 3. Zakłócena ruchu saku 6 d ds yznaczene przeważającej pulsacj 4 4 4 5 5 4 B B 3 4 88 H 4 5 ep 4 5 ma B A S S
Podsawy auomayzacj okręu 3. Zakłócena ruchu saku 7 lnowa aproksymacja drueo rzędu ęsośc wdmowej mocy fal 4 4 f G j S s s s K s G f d = f f K ma f S S
San morza jako sposób opsu fal a San. Prędkość waru: ponżej 5 m/s. b San. Prędkość waru: 5-5 m/s. c San. Prędkość waru: 5-3 m/s d San 3. Prędkość waru: 3-5 m/s Podsawy auomayzacj okręu 3. Zakłócena ruchu saku 8
e San 4. Prędkość waru: 5-8 m/s f San 4. Prędkość waru: 8-m/s San 5. Prędkość waru: -4 m/s h San 6. Prędkość waru: 4-7 m/s Podsawy auomayzacj okręu 3. Zakłócena ruchu saku 9
San 7. Prędkość waru: 7- m/s j San 7. Prędkość waru: -4 m/s k San 8. Prędkość waru: 5-8 m/s l San 9. Prędkość waru: 9-3 m/s Podsawy auomayzacj okręu 3. Zakłócena ruchu saku
prawdopodobeńswo wysępowana sanu morza San morza Obserwowana wysokość fal m Średne na śwece Prawdopodobeńswo wysępowane % Północny Alanyk Północna część płn. Alanyku 486 833 666 5 3 5 5 3685 8996 5683 4 5 5 4944 473 4995 5 5 4 85 54435 383 6 4 6 353 4938 7 7 6 9 963 4968 693 8 9 4 9 63 4346 9 ponad 4 9 6 35 Podsawy auomayzacj okręu 3. Zakłócena ruchu saku
Czyaj: Inroducon o Physcal Oceanoraphy Rober H. Sewar Chaper 6 hp://oceanworld.amu.edu/resources/ocn_ebook/pd_fles/book.pdf Podsawy auomayzacj okręu 3. Zakłócena ruchu saku
Dane do. północnej częśc oceanu Alanyckeo San morza Beaufor Prędkość waru Kn. ysokość znacząca m Okres znaczący -../. 3 3 5 88 75 5 6 45 35 97 6 7 375 5 4 7 55 75 5 s Źródło: NAO/HINDCAS Podsawy auomayzacj okręu 3. Zakłócena ruchu saku 3
Podsawy auomayzacj okręu 3. Zakłócena ruchu saku 4 oddzaływana fal na ruch saku f τ η D C M f f f N Y X τ f ] [ ; sn 4 ] [ ; sn ] [ ; cos m N s B L L B N N s L B Y N s L B X N f N f N f przyjmując założena Zudweo: Kälsröm 979 Model oddzaływana wymuszeń spowodowanych falą morską na ruch saku p p s ; o sn A k k A d d s
pulsacja spokanowa prędkość wzlędna dochodzene fal do saku prędkość spokanowa c cos c k e k c cos k cos s s A k sn e Podsawy auomayzacj okręu 3. Zakłócena ruchu saku 5
3.3. lracj wymuszeń od fal morskch. składowe szybke wywołujące oscylacyjne sły momeny o domnującej częsośc 5 f. składowa wolna s s s G s s G s s L G s oznacza ransmancję ruchu saku ze wzlędu na oddzaływane seru a s w: bały szum o zerowej warośc średnej saysycznej ypu Gaussa. H G ze wzlędu na oddz. fal serowana kursu saku z zasosowanem flracj szybkozmennych wymuszeń od fal : szerokość pasmo przenoszena modelu saku S model fal w model saku H model saek+fala + - auoplo maszyna serowa L + + S e flr Podsawy auomayzacj okręu 3. Zakłócena ruchu saku 6
k k e cos e cos 3 3 3 e.5 e e w e.5.3.5.3 3 4 5 6 7 8 9 Podsawy auomayzacj okręu 3. Zakłócena ruchu saku 7
3.3.. Srefa neczułośc w rol flru dolnopasmoweo fale + - auoplo maszyna serowa saek Srefa neczułośc w rol flru szybkozmennych wymuszeń od fal 3.3.. Dolnopasmowy flr lnowy s e lnowy flr dolnopasmowy G s pozwala elmnować wymuszene o pulsacj przeważającej warośc s np. dla dużych ankowców s [rad/s] Podsawy auomayzacj okręu 3. Zakłócena ruchu saku 8
flry dolnopasmowe wyższeo rzędu. rzędu:. rzędu: 3. rzędu: 4. rzędu: G G G G s s s s s s s s ; sn 45 s ; sn 3 s ; sn 5 ; s s Bode Darams sn 675 uwaa: przesunęce fazowe szerokość pasmo przenoszena pulsacja spokanowa Phase de; Manude db -5 - - - Charakerysyk ampludowe fazowe flrów [rad/s] -3-4 - requency rad/sec Podsawy auomayzacj okręu 3. Zakłócena ruchu saku 9
3.3.3. lr pasmowo-zaporowy G s s n s n s s Bode Darams n n G s s s n s n n -5 Phase de; Manude db - -5-5 n e flr adapacyjny! -5 - - - requency rad/sec Charakerysyka ampludowa fazowa flru pasmowo-zapasowy 5 [rad/s]. n Podsawy auomayzacj okręu 3. Zakłócena ruchu saku 3
Można poszerzyć zakres pulsacj łumonych np. G s 3 s s s 4 [rad/s] 63 [rad/s] 3 [rad/s] Bode Darams - Phase de; Manude db - -3-4 - - - - Charakerysyk ampludowa fazowa requency rad/sec 4 [rad/s] 63 [rad/s] 3 [rad/s]. Podsawy auomayzacj okręu 3. Zakłócena ruchu saku 3
3.4. ymuszena spowodowane prądam morskm Źródła: war prądy powerzchnowe y wymana cepła zmany zasolena obroy zem sły Corolsa sły rawacyjne pomędzy całam nebeskm ' Cy C C ' C Cy układze współrz. zwązanych z usalonym punkem zem: C Cy C C sn cos. układze współrz. zwązanym z usalonym punkem saku C Cy C C cos sn. Schema oddzaływana prądu morskeo na ruch saku C y - średna prędkość prądu - ką określający kerunek prądu. Podsawy auomayzacj okręu 3. Zakłócena ruchu saku 3
prędkość prądu jako proces sochasyczny C μ w C w : bały szum μ C w d Cmn 5. C Cma C Cmn Cma wzlędna prędkość saku r C wekor prędkośc prądu morskeo w układze współrz. zwązanych z usalonym punkem saku C C Cy Cz w ym układze współrzędnych prędkość prądu jes sała C r równane różnczkowe ruchu saku wekor sanu C M C D η r r r r τ η Iη Podsawy auomayzacj okręu 3. Zakłócena ruchu saku 33