Разработка авторулевого для морских и речных судов

1. Разработка авторулевого для морских и речных судов, обеспечивающего гарантированное безопасное маневрирование в узкостях и прохождение

Разработка авторулевого для
морских и речных судов,
обеспечивающего гарантированное
безопасное маневрирование в
узкостях и прохождение фарватеров
сложного профиля

2. Коммерческое предложение

Цель работы: Разработка авторулевого для морских и
речных судов, обеспечивающего гарантированное
безопасное маневрирование в узкостях и прохождение
фарватеров сложного профиля.
Продолжительность работы: 2 года.
Стоимость работы: 120 000 000,00 рублей.

3. Основные технические характеристики

1. Автоматическая стабилизация курса с точностью 1°
в режиме движения заданным курсом.
2. Использование h2s-сплайновых заданных траекторий с
непрерывной кривизной, обеспечивающих повышенную
точность удержания на заданной траектории.
3. Автоматизированное удержание судна на
прямолинейном галсе с точностью 3 - 10 м при
спокойном состоянии моря в зависимости от
водоизмещения судна.
4. Выполнение макрокоманд маневрирования;
5. Адаптивность и самообучаемость.

4. Основные технические характеристики подсистемы маневрирования в узкостях и прохождения фарватеров

1. Вывод судна на траекторию безопасного прохождения
узости и других навигационных ограничений.
2. Представление на навигационном дисплее
количественных оценок текущего и прогнозируемого
вектора состояния процесса проводки судна.
3. Для повышения точности и оперативности работы
судоводителя изображение на навигационном дисплее
подобно тому, что судоводитель видит с ходового мостика
судна.
4. Формирование в реальном масштабе времени физически
реализуемых (с гладкостью G2) h2s- сплайновых заданных
траекторий, обеспечивающих запас по сигналу управления
для парирования возмущений.
5. Использование в процессе маневрирования
подруливающих устройств и т.п. (при наличии).

5. Пример применения h2s-сплайновых заданных траектории для прохождения узкости и обследования района

При формировании заданной траектории ее кривизна
выбирается с учетом ограничения на сигнал управления и с учетом
модели движения судна, что позволяет судну двигаться с
минимальным отклонением от исполнительной траектории при
наличии возмущающих воздействий.
Траектория
перехода в
район
3
2обследования
10
Район
обследования
Исполнительна
я траектория
Навигационно
е ограничение
1
3
1 10
Навигационно
е ограничение
0
2
Траектория
возврата в базу
Галсы
3
1 10
0
1 10
3
2 10
3
3
3 10
4 10
3
5 10
3

6. Преимущества h2s-сплайновых заданных траектории

● При использовании традиционных заданных траекторий,
состоящих из прямых отрезков и дуг окружностей
появляется обратное смещение при переходе с прямой на
дугу окружности, которое уводит судно с заданной
траректории.
● Пред началом перехода с прямой на дугу окружности
необходимо рассчитывать упреждающее время начала
перекладки руля по приближенной формуле, что приводит
к началу перекладки руля с погрешностью.
Указанных
недостатков
лишены
заданные
траектории с непрерывной кривизной, состоящие из
прямых отрезков и h2s-сплайнов. Поэтому такие
траектории
являются
практически
физически
реализуемыми и называются заданными h2s-сплайновыми.

7. Макрокоманды маневрирования

Для осуществления безопасного маневрирования в
сложной
окружающей
обстановке
обеспечивается
немедленное исполнение макрокоманд маневрирования,
состоящих из нескольких элементарных:
● изменение курса на заданный угол,
● переход на параллельный курс,
● возврат на заданную прямую траекторию,
● переход на новую прямую траекторию,
● обход стационарного препятствия.
В качестве заданных траекторий для макрокоманд
маневрирования
используются
h2s-сплайновые
траектории, которые рассчитываются в реальном
масштабе времени.

8.

Прототип - авторулевой «Проводник»
Приемник СНС
Датчик курса
Пульт управления
Рулевой датчик
Привод руля

9. Прототип - СУ «Свислочь»

Канал обмена
информацией
Выносной
пульт
управления
Радиомодем
Радиомодем
Режимы управления движением судна,
- Автоматическое управление движением по
исполнительной траектории, которая определяется
сценарием, заданным оператором ВПУ.
- Выполнение команд маневрирования с ВПУ и с бортового
пульта :
- изменение курса;
- переход на параллельный курс;
- переход на новый прямой курс;
- расхождение с подвижным объектом.
- Ручное управление движением с ВПУ и с бортового
пульта.
Бортовая
система
управления и
навигации
Датчики обратной
связи и исполнительные
механизмы

10. Примеры η²s – сплайновых исполнительных траекторий, сгенерированных СУ «Свислочь» для обследования района

Представлены 4 варианта шаблонов траекторий
обследования
2 10
3
1.5 10
3
1 10
3
Циновка
Газонокосилка
3
3 10
3
2.5 10
3
2 10
3
1.5 10
3
1 10
500
500
0
0
500
1 10
500
3
3
0
3
3
3
3
3
3
3
3
500 1 10 1.5 10 2 10 2.5 10 3 10 3.5 10 4 10 4.5 10 5 10
3
Скользящий параллелограмм
3 10
1 10
3
3
3
2 10
3
1.5 10
3
1 10
3
3
3
3
3
3
3
3
Ромашка
3
2.5 10
3
500 1 10 1.5 10 2 10 2.5 10 3 10 3.5 10 4 10 4.5 10 5 10
0
3 10
3
2.5 10
3
2 10
3
1.5 10
3
1 10
500
500
0
0
500
500
3
1 10
1 10
3
0
0
3
3
3
3
3
3
3
3
500 1 10 1.5 10 2 10 2.5 10 3 10 3.5 10 4 10 4.5 10 5 10
3
3
3
3
3
3
3
3
3
500 1 10 1.5 10 2 10 2.5 10 3 10 3.5 10 4 10 4.5 10 5 10
3