Математическое моделирование всережимных регуляторов оборотов подруливающих устройств судовых энергетических установок комбинированных пропульсивных комплексов

Abstract

На основе системного подхода с учетом технических характеристик судовой энергетической установки комбинированного пропульсивного комплекса динамически позиционирующего нефтедобывающего судна и существующих ограничений по мощности и моменту на валу, а также различных стратегий управления подруливающими устройствами разработана математическая модель всережимного регулятора оборотов. Получены математические модели, передаточные функции и созданы блок-схемы замкнутых систем регулирования частоты вращения, момента и мощности подруливающего устройства, зависящих от динамических характеристик судна, находящегося в условиях нестабильности работы винта и воздействия окружающей среды. На основании разработанной в среде MatLab/ Simulink имитационной модели всережимного регулятора оборотов для тестового примера получены результаты моделирования автоматического перехода регулятора из одного режима работы в другой в зависимости от эксплуатационных условий.

На основі системного підходу з урахуванням технічних характеристик суднової енергетичної установки комбінованого пропульсивного комплексу нафтовидобувного судна, що динамічно позиціонує, та існуючих обмежень по потужності і моменту на валу, а також різних стратегій управління підрулюючими пристроями розроблено математичну модель всережимного регулятора обертів. Отримано математичні моделі, передавальні функції і блок-схеми замкнених систем регулювання частоти обертання, моменту і потужності підрулюючого пристрою, що залежать від динамічних характеристик судна, яке перебуває в умовах нестабільності роботи гвинта і під дією довкілля. На основі розробленої в середовищі MatLab/Simulink імітаційної моделі всережимного регулятора обертів для тестового прикладу отримано результати моделювання автоматичного переходу регулятора з одного режиму роботи в іншій залежно від експлуатаційних умов.

Based on a system approach and performance analysis of ship power plant combined propulsion system of dynamically positioning oil-producing vessel, taking into account the restrictions on the power and torque on the shaft, as well as various control strategies thrusters the mathematical model of all-range speed controller has been developed. The mathematical models and transfer functions are obtained, and flowcharts of closed systems regulating speed, torque and power steering device are developed, depending on the dynamic characteristics of the vessel under the influence of instability of screws and environmental conditions. Based on the developed environment MatLab/Simulink simulation model of all-range speed controller for a test case the simulation results were obtained, when automatic control transfer from one mode to another is observed, depending on the operating conditions.