gyroscopyГироскопия и навигацияGiroskopiya i Navigatsiya0869-70352075-0927AO «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор»GEUEZDgyroscopy-61Research ArticleСтатьиМетодика построения модели движения судна и синтез алгоритмов управления на ее основеProcedure for Constructing the Ship Motion Model and Synthesizing Model-based Control AlgorithmsПелевинА. Е.PelevinА. Е.

Пелевин Александр Евгеньевич. Доктор технических наук, ведущий научный сотрудник. Действительный член международной общественной организации «Академия навигации и управления движением».

ЛопаревА. В.LoparevА. V.

Лопарев Алексей Валерьевич. Кандидат технических наук, начальник сектора

ЛукояновЕ. В.LukoyanovЕ. V.

Лукоянов Егор Васильевич. Кандидат технических наук, старший научный сотрудник

СтоляроваА. М.StolyarovaА. М.

Столярова Александра Максимовна, инженер второй категории

АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения (С.-Петербург)РоссияConcern CSRI Elektropribor, JSC, St. Petersburg; State University of Aerospace Instrumentation, St. PetersburgRussian FederationАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», Университет ИТМО (С.-Петербург)РоссияConcern CSRI Elektropribor, JSC; ITMO University, St. PetersburgRussian FederationАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», Университет ИТМОРоссияConcern CSRI Elektropribor, JSC; ITMO University, St. PetersburgRussian FederationАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор»РоссияConcern CSRI Elektropribor, JSCRussian Federation2025200520253315263Copyright © Пелевин А.Е., Лопарев А.В., Лукоянов Е.В., Столярова А.М., 20252025Пелевин А.Е., Лопарев А.В., Лукоянов Е.В., Столярова А.М.Pelevin А.Е., Loparev А.V., Lukoyanov Е.V., Stolyarova А.М.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.gyroscopy.ru/jour/article/view/61

В статье описывается технология построения имитационной модели движения надводного судна (на примере автомобильножелезнодорожного парома) по заданному набору и характеристикам исполнительных органов. На основе построенной модели разработаны алгоритмы управления для стабилизации продольной составляющей линейной скорости судна и стабилизации на курсе.

The paper proposes a technique for constructing the simulation model of a surface ship motion based on the specified composition and parameters of actuators. As an example, constructing the simulation model of a car and train ferry is considered. Based on the model, control algorithms have been developed for stabilizing the longitudinal component of the ship linear velocity and heading stabilization.  

динамическая модельманевренные характеристикивозмущенияуправлениеdynamic modelmaneuvering performancedisturbancescontrol inputsРабота проводилась при поддержке гранта РНФ №23-79-10071ReferencesIMO Resolution A.601: Provision and Display of Manoeuvering Information on Board Ships. Adopted on 19 November 1987, 33 p.IMO Resolution A.601: Provision and Display of Manoeuvering Information on Board Ships. Adopted on 19 November 1987, 33 p.IMO Resolution MSC.137(76): Standards for Ship Manoeuvrability. Adopted on 4 December 2002, 6 p.IMO Resolution MSC.137(76): Standards for Ship Manoeuvrability. Adopted on 4 December 2002, 6 p.IMO MSC/Circ.1053. Explanatory Notes to the Standards for Ship Manoeuvrability. Adopted on 16 December 2002, 41 p.IMO MSC/Circ.1053. Explanatory Notes to the Standards for Ship Manoeuvrability. Adopted on 16 December 2002, 41 p.Правила классификации и постройки морских судов. Ч. IV. Остойчивость. СПб.: Российский морской регистр судоходства, 2020. 78 с.Правила классификации и постройки морских судов. Ч. IV. Остойчивость. СПб.: Российский морской регистр судоходства, 2020. 78 с.Дегтярев А.Б., Мье М.С. Информационная поддержка моделирования динамики судна в бортовой интеллектуальной системе // Морские интеллектуальные технологии. 2012. №4 (18). С. 34–38.Дегтярев А.Б., Мье М.С. Информационная поддержка моделирования динамики судна в бортовой интеллектуальной системе // Морские интеллектуальные технологии. 2012. №4 (18). С. 34–38.Смоленцев С.В., Исаков Д.В. Моделирование движения судна на основе упрощенной кинематической модели // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова. 2018. Т. 10. №6. С. 1111–1121.Смоленцев С.В., Исаков Д.В. Моделирование движения судна на основе упрощенной кинематической модели // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова. 2018. Т. 10. №6. С. 1111–1121.NAVI TRAINER 4000. Mathematical Models Technical Description. Transas Marine Ltd. July, 2003, 102 p.NAVI TRAINER 4000. Mathematical Models Technical Description. Transas Marine Ltd. July, 2003, 102 p.Sutulo, S., Guedes Soares, C., Mathematical models for simulation of manoeuvring performance of ships, Marine Technology and Engineering, London: Taylor & Francis Group, 2011, pp. 661–698.Sutulo, S., Guedes Soares, C., Mathematical models for simulation of manoeuvring performance of ships, Marine Technology and Engineering, London: Taylor & Francis Group, 2011, pp. 661–698.Luo, W.L., Parameter Identifiability of Ship Manoeuvring Modeling Using System Identification, Mathematical Problems in Engineering, 2016, vol. 2016, pp. 1–10, http://dx.doi.org/10.1155/2016/8909170.Luo, W.L., Parameter Identifiability of Ship Manoeuvring Modeling Using System Identification, Mathematical Problems in Engineering, 2016, vol. 2016, pp. 1–10, http://dx.doi.org/10.1155/2016/8909170.Taimuri, G., Matusiak, J., Mikkola, T., Kujala, P., Hirdaris, S., A 6-DoF maneuvering model for the rapid estimation of hydrodynamic actions in deep and shallow waters, Ocean Engineering, 2020, 218, pp. 1–22.Taimuri, G., Matusiak, J., Mikkola, T., Kujala, P., Hirdaris, S., A 6-DoF maneuvering model for the rapid estimation of hydrodynamic actions in deep and shallow waters, Ocean Engineering, 2020, 218, pp. 1–22.Duman, S., Bal, S., A quick-responding technique for parameters of turning maneuver, Ocean Engineering, 2019, vol. 179, pp. 189–201.Duman, S., Bal, S., A quick-responding technique for parameters of turning maneuver, Ocean Engineering, 2019, vol. 179, pp. 189–201.Kinaci, O.K., Ship digital twin architecture for optimizing sailing automation, Ocean Engineering, 2023, vol. 275, pp. 114–128.Kinaci, O.K., Ship digital twin architecture for optimizing sailing automation, Ocean Engineering, 2023, vol. 275, pp. 114–128.Справочник по теории корабля. Т.3. Управляемость водоизмещающих судов. Гидродинамика судов с динамическими принципами поддержания / под ред. Я.И. Войткунского. Л.: Судостроение, 1985. 768 с.Справочник по теории корабля. Т.3. Управляемость водоизмещающих судов. Гидродинамика судов с динамическими принципами поддержания / под ред. Я.И. Войткунского. Л.: Судостроение, 1985. 768 с.Мирохин Б.В., Жинкин В.Б., Зильман Г.И. Теория корабля: учебник. Л.: Судостроение, 1989. 352 с.Мирохин Б.В., Жинкин В.Б., Зильман Г.И. Теория корабля: учебник. Л.: Судостроение, 1989. 352 с.Fossen, T.I., Guidance and Control of Ocean Vehicles, New York: John Wiley & Sons, 1999, 480 p.Fossen, T.I., Guidance and Control of Ocean Vehicles, New York: John Wiley & Sons, 1999, 480 p.Дмитриев С.П., Пелевин А.Е. Задачи навигации и управления при стабилизации судна на траектории. СПб.: ГНЦ РФ-ЦНИИ «Электроприбор», 2004. 160 c.Дмитриев С.П., Пелевин А.Е. Задачи навигации и управления при стабилизации судна на траектории. СПб.: ГНЦ РФ-ЦНИИ «Электроприбор», 2004. 160 c.Гофман А.Д. Движительно-рулевой комплекс и маневрирование судна: справочник. Л.: Судостроение, 1988. 360 с.Гофман А.Д. Движительно-рулевой комплекс и маневрирование судна: справочник. Л.: Судостроение, 1988. 360 с.Математическое моделирование системы управления: метод. указания к курсовому проектированию / сост.: О.Ю. Лукомская, А.Г. Шпекторов. СПб.: СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2014. 40 с.Математическое моделирование системы управления: метод. указания к курсовому проектированию / сост.: О.Ю. Лукомская, А.Г. Шпекторов. СПб.: СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2014. 40 с.Как устроен двухтопливный паром «Маршал Рокоссовский» проекта CNF19M // МедиаПалуба. 16 ноября 2021. URL: https://paluba.media/news/14381/.Как устроен двухтопливный паром «Маршал Рокоссовский» проекта CNF19M // МедиаПалуба. 16 ноября 2021. URL: https://paluba.media/news/14381/.Лукомский Ю.А., Корчанов В.М. Управление морскими подвижными объектами. СПб.: Элмор, 1996. 318 с.Лукомский Ю.А., Корчанов В.М. Управление морскими подвижными объектами. СПб.: Элмор, 1996. 318 с.Исследование ходовых качеств автомобильно-железнодорожного парома нового поколения для линии Усть-Луга – Балтийск проекта CNF19M. Отчет ООО «Цифровые морские технологии». 2018. 45 с.Исследование ходовых качеств автомобильно-железнодорожного парома нового поколения для линии Усть-Луга – Балтийск проекта CNF19M. Отчет ООО «Цифровые морские технологии». 2018. 45 с.Пелевин А.Е. Идентификация параметров модели движения надводного морского объекта в условиях возмущений // Гироскопия и навигация. 2023. №4 (123). С. 192–205.Пелевин А.Е. Идентификация параметров модели движения надводного морского объекта в условиях возмущений // Гироскопия и навигация. 2023. №4 (123). С. 192–205.Лукомский Ю.А., Чугунов В.С. Системы управления морскими подвижными объектами. Л.: Судостроение, 1988. 272 с.Лукомский Ю.А., Чугунов В.С. Системы управления морскими подвижными объектами. Л.: Судостроение, 1988. 272 с.Ziegler, J.G., Nichols, N.B., Optimum settings for automatic controllers, Trans. ASME, 1942, vol. 64, no. 8, pp. 759–765.Ziegler, J.G., Nichols, N.B., Optimum settings for automatic controllers, Trans. ASME, 1942, vol. 64, no. 8, pp. 759–765.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.