АВТОМАТИЗАЦІЯ ПРОЦЕСІВ КЕРУВАННЯ МОРСЬКИМИ РУХОМИМИ ОБ’ЄКТАМИ НА ОСНОВІ РОБАСТНО-ОПТИМАЛЬНИХ СИСТЕМ : АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ УПРАВЛЕНИЯ МОРСКИМИ ПОДВИЖНЫМИ ОБЪЕКТАМИ НА ОСНОВЕ РОБАСТНО-ОПТИМАЛЬНЫХ СИСТЕМ

Краткое описание

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ КОРАБЛЕБУДУВАННЯ
ІМЕНІ АДМІРАЛА МАКАРОВА

На правах рукопису

ТИМЧЕНКО ВІКТОР ЛЕОНІДОВИЧ

УДК 62-503.56:681.5.013

АВТОМАТИЗАЦІЯ ПРОЦЕСІВ КЕРУВАННЯ МОРСЬКИМИ РУХОМИМИ
ОБ’ЄКТАМИ НА ОСНОВІ РОБАСТНО-ОПТИМАЛЬНИХ СИСТЕМ

05.13.07 – автоматизація процесів керування

Дисертація на здобуття наукового ступеня
доктора технічних наук

Науковий консультант д.т.н., проф.,
Кондратенко Ю.П.

Миколаїв-2012

2
ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЙНОЇ РОБОТИ
ВСТУП………………………………………………………………….….......7
РОЗДІЛ 1. АНАЛІЗ ТА СИСТЕМАТИЗАЦІЯ НАУКОВИХ
РЕЗУЛЬТАТІВ ПО МЕТОДАМ АВТОМАТИЗАЦІЇ ПРОЦЕСІВ
КЕРУВАННЯ МОРСЬКИМИ РУХОМИМИ ОБ’ЄКТАМИ.............................18
1.1. Формалізація завдань керування морькими рухомими об’єктами у
сучасних задачах автоматизації морських технологічних комплексів…........18
1.2. Аналіз математичних моделей руху та позиціонування морських
рухомих об’єктів…………………………………………………………………27
1.3. Методи дослідження динамічних властивостей та синтезу
оптимальних систем керування рухомими об’єктами …………………...…...39
1.3.1. Розвиток методів робастно-оптимального керування
динамічними об’єктами………………………………………………...……….39
1.3.2. Методи дослідження керованості автоматичних систем
керування……………………….………………………………………………...50
1.4. Аналіз стану розвитку систем керування рухом та позиціонуванням
морських рухомих об’єктів …………………………………………………….55
Висновки до першого розділу………………………………...……...........62
РОЗДІЛ 2. КВАЗИЛІНЕАРИЗАЦІЯ І МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕСІВ
РУХУ ТА ПОЗИЦІОНУВАННЯ МОРСЬКИХ РУХОМИХ ОБ’ЄКТІВ ПРИ
ВИКОНАННІ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ОПЕРАЦІЙ.................................................68
2.1. Аналіз та декомпозиція динамічних моделей морських рухомих
об’єктів у складі морського технологічного комплексу……………………....68
2.1.1. Аналіз фізичних властивостей динаміки морських рухомих
об’єктів………………….......................................................................................68
2.1.2. Декомпозиція узагальненої динамічної моделі морського
рухомого об’єкта…………………………………………………....…………...74
2.2. Удосконалення динамічних моделей морських рухомих об’єктів та
елементів системи стабілізації………….............................................................79
2.2.1. Стохастична динаміка двох пришвартованих морських рухомих
об’єктів у відкритому морі……………………………..……………………….80
3
2.2.2. Уточнення динамічних моделей якірних систем
стабілізації………………………………………………………………………..85
2.3. Удосконалення методів квазилінеаризації динамічних моделей
різнотипних морських рухомих об’єктів..………………………..…………....88
2.3.1. Квазилінеаризація нелінійних динамічних моделей з однією
ступеню свободи……………..………………………………………………..…90
2.3.2. Процедура квазилінеаризації узагальнених багатовимірних
нелінійних моделей морських рухомих об’єктів………………………………95
2.4. Застосування квазилінеаризації до нелінійних динамічних моделей
різнотипних морських рухомих об’єктів…………...………………………….97
2.4.1. Квазилінеаризація динамічної моделі коливань морського
рухомого об’єкта…………………………………………………………......….97
2.4.2. Лінеаризовані рівняння динаміки стабілізації морського
рухомого об’єкту з якірною системою ……………………………………….100
2.4.3. Квазилінеаризація рівнянь руху морського рухомого об’єкта з
гвинто - кермовим комплексом ……………………………………..………...103
2.4.4. Квазилінеаризація рівнянь руху морського рухомого об’єкта з
гвинто - кермовим комплексом та поперечним підрулювальним
пристроєм.............................................................................................................108
Висновки до другого розділу……………………………………………..109
РОЗДІЛ 3. РОЗРОБЛЕННЯ КРИТЕРІЇВ ОЦІНЮВАННЯ КЕРОВАНОСТІ
НЕСТАЦІОНАРНИХ СИСТЕМ КЕРУВАННЯ РУХОМ МОРСЬКИХ
РУХОМИХ ОБ’ЄКТІВ…....................................................................................114
3.1. Формування критерію керованості нестаціонарних систем керування
морськими рухомими об’єктами……………………...……...…......................115
3.2. Керованість лінійних систем керування морськими рухомими
об’єктами з дискретним часом...........................................................................125
3.3. Критерії керованості систем керування різнотипними морськими
рухомими об’єктами………………………………………………………........127
3.3.1. Оцінка керованості систем керування морськими рухомими
об’єктами за програмною траєкторією…….……………….………................128
4
3.3.2. Керованість системи керування рухом морського рухомого
об’єкта з гвинто - кермовим комплексом….………………………………….129
3.4. Керованість нелінійних систем керування морськими рухомими
об’єктами…………..……………………………...….........................................132
Висновки до третього розділу…………………………………................134
РОЗДІЛ 4. ПРИНЦИПИ ФОРМУВАННЯ ТА МОДЕЛЮВАННЯ
ОПТИМАЛЬНИХ СИСТЕМ КЕРУВАННЯ ЗІ ЗМІННОЮ СТРУКТУРОЮ
ЗВОРОТНИХ ЗВ’ЯЗКІВ……………………………………………………….136
4.1. Інженерно-фізичні основи розробки динамічних принципів
керування морськими рухомими об’єктами………………………………….137
4.2. Планування оптимальних фазових траєкторій руху динамічного
об’єкта для прямих умов оптимальності руху…..............................................142
4.3. Визначення моментів перемикання керувальних функцій у
зворотних зв’язках об’єкта керування ……………………………………......152
4.4. Синтез керувальних функцій для лінійної моделі морського
рухомого об’єкта……………………………...………………………..………160
4.5. Синтез керувальних функцій для нелінійної моделі морського
рухомого об’єкта……...…………………………………………………..........171
Висновки до четвертого розділу……...………………………….............174
РОЗДІЛ 5. СИНТЕЗ СИСТЕМ ЗІ ЗМІННОЮ СТРУКТУРОЮ
ЗВОРОТНИХ ЗВ’ЯЗКІВ ДЛЯ КЕРУВАННЯ МОРСЬКИМИ РУХОМИМИ
ОБ’ЄКТАМИ……………........................................................................………178
5.1. Синтез керувальних функцій у зворотних зв’язках багатовимірних
динамічних моделей морських рухомих об’єктів……………………………178
5.2. Узагальнений підхід до синтезу систем керування морськими
рухомими об’єктами ...........................................…..…………………………..186
5.3. Системи керування зі змінною структурою зворотних зв'язків для
квазістаціонарних моделей морських рухомих об’єктів…………………….192
5.4. Синтез керувальних функцій для замкнутих систем керування ….195
5.5. Формування керувальних функцій у системах зі змінною
структурою зворотних зв’язків та дискретним часом…..…………………...200
5
Висновки до п’ятого розділу…..……………………………………........204
РОЗДІЛ 6. МОДЕЛЮВАННЯ ТА РОБАСТНЕ КЕРУВАННЯ
МОРСЬКИМИ РУХОМИМИ ОБ’ЄКТАМИ НА ОСНОВІ ЕТАЛОННИХ
СИСТЕМ ЗІ ЗМІННОЮ СТРУКТУРОЮ ЗВОРОТНИХ ЗВ’ЯЗКІВ……….207
6.1. Формування керувальних впливів для динамічних моделей
морського рухомого об’єкта під дією зовнішніх збурень…………………..208
6.2. Робастна корекція систем керування морськими рухомими
об’єктами……………………………………………………………………......215
6.3. Дослідження робастної системи керування для стабілізації кутової
швидкості судна ………………………………………………………………..223
6.4. Синтез системи керування судном з додатковими
компаундувальними зв’язками ……………….……….………………………233
Висновки до шостого розділу……………………………………………...239
РОЗДІЛ 7. СИНТЕЗ КЕРУВАЛЬНИХ ФУНКЦІЙ ТА ОПТИМІЗАЦІЯ
ЕЛЕМЕНТІВ СИСТЕМ СТАБІЛІЗАЦІЇ РІЗНОТИПНИХ МОРСЬКИХ
РУХОМИХ ОБ’ЄКТІВ………………………………………….………….......242
7.1. Синтез системи оптимального керування динамічним
позиціонуванням морського рухомого об’єкта………………………………242
7.2. Визначення оптимальних керувальних впливів при стабілізації
морського рухомого об’єкту якірною системою утримання………………..245
7.3. Синтез керувальних функцій системи керування морським рухомим
об’єктом з гвинто - кермовим комплексом при русі за заданою
траєкторією……………………………………………………………………..248
7.4. Синтез керувальних функцій системи керування морським рухомим
об’єктом з гвинто - кермовим комплексом та поперечним підрулювальним
пристроєм при русі за заданою траєкторією……………………………….....250
7.5. Оптимізація параметрів елементів системи стабілізації морського
рухомого об’єкта……………………………………………………………….253
7.6. Технічна реалізація елементів системи автоматичного керування
морським рухомим об’єктом……………...…………………………………..263
6
7.6.1. Удосконалення анемометричної системи для керування
морським рухомим об’єктом з компенсацією вітрового збурення…………263
7.6.2. Спосіб робастного керування морським рухомим об’єктом....267
7.7. Багатофакторне оцінювання ризиків та система підтримки прийняття
рішень для управління морським рухомим об’єктом при русі судноплавним
каналом…………….……………………………………………………………272
7.7.1. Розробка принципів функціонування системи підтримки
прийняття рішень………………………………………………………………273
7.7.2. Імітаційне моделювання гарантобезпечних траєкторій руху
судна у морському судноплавному каналі ………………………………..….281
Висновки до сьомого розділу …………………………………………....284
ВИСНОВКИ …………………………………………………………….......286
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ ………………………………….293
ДОДАТОК…………………………………………………………………...326

7
ВСТУП

Актуальність теми. На теперішній час гостро стоїть проблема
підвищення рівня та якості автоматизації процесів керування
багатокомпонентними плавучими технологічними комплексами з метою
забезпечення високих показників безпеки їх експлуатації, енергетичної
ефективності, часу тривалості робочого функціонування, які загалом
визначають продуктивність, ритмічність та конкурентоспроможність
морської галузі для освоєння нафтогазових та мінеральних родовищ
Світового океану, зокрема акваторій Чорного та Азовського морів, що
особливо важливо для України як морської держави. Ця задача значно
ускладнюється через необхідність урахування людського фактору при
прийнятті рішень в екстремальних ситуаціях, невизначеність та
нестаціонарність об’єктів і морського середовища, суттєві і складні
особливості взаємовпливу компонентів, а головне через структурну
багатооб’єктність, оскільки до складу морських технологічних комплексів
входять як стаціонарні (видобувні платформи, берегові термінали), так і
рухомі об’єкти (перевантажувальні та монтажно-технологічні платформи з
якірним утриманням чи динамічним позиціонуванням, транспортні та
спеціалізовані судна, підводні апарати та роботи, інформаційно-вимірювальні системи тощо). Оскільки такі компоненти, як морські рухомі
об’єкти, найбільш суттєво впливають на енергетичні витрати, точність та
швидкодію реалізації технологічних процесів у багатооб’єктних комплексах
у цілому, то саме підвищення якості й рівня автоматизації морських рухомих
об’єктів є одним з найбільш перспективних та актуальних напрямків
наукових досліджень для забезпечення високої ефективності функціонування
морських технологічних комплексів.
Теоретичні засади керування морськими рухомими об’єктами
розроблені вітчизняними та закордонними науковцями досить ґрунтовно. В
той же час аналіз, наприклад, принципів побудови авторульових на
8
транспортних суднах демонструє широке практичне застосування ПІД-регуляторів, незважаючи на їх відомі недоліки з точки зору настроювання
параметрів, витрат енергії, чутливості до впливу параметричних шумів, що
вимагає для автоматизації процесів керування рухом морських рухомих
об’єктів в обмежених акваторій проведення додаткових наукових досліджень
на сучасному етапі. Для удосконалення існуючих систем позиціонування і
маневрування також актуальними є вимоги підвищення енергетичної
економічності та часу тривалості робочого функціонування, точності
керування з урахуванням дії значних збурень у відкритому морі. Саме
розв’язанню таких задач автоматизації на основі розробки нового класу
систем керування і присвячена дана робота.
Забезпечення гарантобезпечних траєкторій та точного позиціонування
морських рухомих об’єктів в умовах невизначеності ґрунтується на
вдосконаленні й практичній реалізації керування на основі робастно-оптимальних систем, які забезпечуватимуть вирішення завдань оптимального
й субоптимального керування для розв’язання відповідних функціональних
задач у режимі реального часу. Виконання підвищених технологічних вимог
до характеристик процесів маневрування та позиціонування морських
рухомих об’єктів може бути здійснено шляхом реалізації процесів керування
на основі створення та розвитку прикладних систем змінної структури, які
базуються на використанні спеціальних перемикальних структур зворотних
зв'язків та забезпечують ефективність за показниками витрат енергії й
похибок керування при достатньому рівні інваріантності до невизначеності
об’єктів та середовища.
Таким чином, необхідність розвитку методів створення ефективних
робастно-оптимальних систем керування процесами руху та позиціонування
різнотипних морських рухомих об’єктів в умовах невизначеності при
забезпеченні вимог оптимальності керування для підвищення якості та рівня
автоматизації морських технологічних комплексів, визначає актуальність
дисертаційної роботи.
Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами.
9
Дисертаційну роботу виконано у Національному університеті
кораблебудування імені адмірала Макарова відповідно до плану НДР
Міністерства освіти і науки, молоді та спорту України у рамках
держбюджетних тем “Розробка теоретичних основ структурно-параметричної ідентифікації й системного аналізу судна як багато зв’язного
об’єкта, керування й оптимізація рішень, прийнятих в аварійних ситуаціях”
(№ ДР 0193U034707), “Розробка методів проектування чутливих ієрархічно
організованих систем керування багато зв’язними об’єктами, що
функціонують у нестаціонарних режимах” (№ ДР 0193U033432), “Розробка
методів проектування інтерактивних людино-машинних систем для
оптимізації режимів роботи об’єктів з умовами функціонування, які
змінюються випадковим чином” (№ ДР 0196U023263), “Основи теорії
суднових нечітких експертних систем для керування процесами передачі
рідинних вантажів у нестаціонарних умовах” (№ ДР 0102U005205), “Методи
й засоби синтезу інтелектуальних систем для оптимізації вантажопотоків і
процесів керування морськими транспортними комплексами”
(№ ДР 0105U001767), “Теорія й методи синтезу автоматизованих
інтерактивних систем керування гарантобезпечним рухом суден в умовах
обмежених акваторій” (№ ДР 0108U001166), де здобувач був відповідальним
виконавцем, і тем “Розробка теорії синтезу алгоритмів прийняття рішень і
моделей керування суднами в екстремальних умовах на основі нечіткої
логіки й нечітких множин” (№ ДР 0100U001903) та “Наукові основи
створення інноваційних технологій проектування та побудови суден і
об’єктів океанотехніки” (№ ДР 011100U0023218), де здобувач був науковим
керівником.
Мета і задачі дослідження. Метою роботи є підвищення якості і рівня
автоматизації процесів керування різнотипними морськими рухомими
об’єктами у складі морських багатокомпонентних технологічних комплексів
в умовах невизначеності шляхом удосконалення математичних моделей
морських рухомих об’єктів та розвитку методів і систем робастно-оптимального керування.
10
Для досягнення поставленої мети у дисертації вирішуються наступні
задачі:
– визначення класифікаційних ознак компонентів морських технологі-чних комплексів, для яких підвищення рівня автоматизації процесів
керування найбільш суттєво впливає на ефективність їх функціонування;
– формалізація основних завдань керування рухом маневрувальних
суден та позиціонуванням морських рухомих об’єктів з якірними чи
динамічними системами стабілізації;
– моделювання динаміки морських рухомих об’єктів на основі
декомпозиції, урахування стохастичного характеру взаємодії елементів
систем стабілізації та уточнення моделей функціонування при допустимих
коливаннях об’єктів у межах робочої зони;
– розроблення критеріїв оцінювання керованості нестаціонарних та
нелінійних систем керування морськими рухомими об’єктами для заданих
граничних значень керованих координат та при русі за заданою траєкторією;
– визначення принципів формування та реалізації оптимальних законів
керування зі змінною структурою зворотних зв’язків для функціональних
задач керування морськими рухомими об’єктами з максимальною
швидкодією та мінімумом витраченої енергії;
– створення та моделювання систем оптимального керування рухом і
позиціонуванням різнотипних морських рухомих об’єктів на основі змінних
структур зворотних зв’язків;
– удосконалення методів та моделювання робастного керування
морськими рухомими об’єктами при неповній керованості на заданій
траєкторії, недостатній параметричній інформації та неконтрольованих
зовнішніх збуреннях;
– розроблення методу та алгоритмів параметричної оптимізації
динамічних характеристик демпферувальних та утримуючих суднових
елементів систем стабілізації морських рухомих об’єктів для реалізації
відповідних технологічних операцій;
– створення автоматизованих систем багатофакторного оцінювання
11
ризиків та підтримки прийняття рішень для підвищення ефективності та
безпеки мореплавства морських рухомих об’єктів в умовах обмежених
акваторій.
Об’єктом дослідження є процеси автоматизованого керування
морськими рухомими об’єктами в умовах невизначеності об’єктів та
середовища функціонування.
Предмет дослідження – методи автоматизації процесів керування
морськими рухомими об’єктами, що функціонують у складі
багатокомпонентних технологічних комплексів, на основі робастно-оптимальних систем.
Методи дослідження. Методи динамічної декомпозиції та лінеаризації
для дослідження та уточнення математичних моделей; метод
характеристичних функцій при визначенні випадкових характеристик
процесів стабілізації; методи операторного числення та векторно-матричного
аналізу при дослідженні систем; методи теорії оптимальних процесів та
систем змінної структури при формуванні робастно-оптимальних керувань;
метод різницевих функцій при дослідженні систем з дискретним часом;
частотні методи аналізу систем для оцінки параметричної чутливості; методи
багатокритеріальної оптимізації та експертних оцінок при розробці системи
багатофакторної оцінки ризиків. Достовірність основних наукових
результатів підтверджено чисельними дослідженнями та комп’ютерним
імітаційним моделюванням; прикладами аналітичних доказів достовірності
результатів; збігом результатів чисельних експериментів з відомими
експериментальними даними інших досліджень.
Наукова новизна отриманих результатів.
1. Удосконалено методи оптимального керування морськими рухомими
об’єктами на основі використання спеціальних конфігурацій динамічних
зворотних зв’язків змінної структури, що забезпечує побудову оптимальних
траєкторій об’єктів відповідно до умов максимальної швидкодії (у
перехідних режимах) та мінімуму витрат енергії (в експлуатаційних
режимах), значно спрощений синтез керувань з фільтрувальними
12
властивостями інтегрувальних зворотних зв'язків, а також автоматизацію
процесів формування послідовностей перемикання керувальних функцій з
урахуванням суттєвої складності багатовимірних моделей морських рухомих
об’єктів.
2. Отримали подальший розвиток методи створення систем робастного
керування морськими рухомими об’єктами в умовах невизначеності шляхом
формування додаткових сигналів керування з еталонної моделі системи зі
змінною структурою зворотних зв’язків та корегувальних сигналів робастної
корекції, які формуються на основі сигналів неузгодженості фактичної та
еталонної траєкторій, що дозволяє суттєво підвищити точність керування та
знизити витрати енергії.
3. Вперше синтезовано керувальні функції та побудовано моделі
робастно-оптимальних систем з використанням додаткових
компаундувальних зв’язків для неповністю керованих на оптимальних
траєкторіях морських рухомих об’єктів, що забезпечує підвищення точності
керування на субоптимальних траєкторіях і стабілізацію в гарантобезпечній
області робочого функціонування.
4. Вперше сформовано механізм покрокової модифікованої
трансформації первинної нелінійної математичної моделі морських рухомих
об’єктів у лінеаризовану нестаціонарну модель, що дозволило отримати
значно точніші нестаціонарні лінійні моделі різнотипних морських рухомих
об’єктів, які описують динамічну поведінку об’єктів при допустимих
коливаннях у межах робочої зони функціонування.
5. Вперше отримано рангові критерії керованості нестаціонарних
систем керування різнотипними морськими рухомими об’єктами шляхом
застосування диференційного перетворення нестаціонарних моделей
морських рухомих об’єктів та аналізу сформованих рівнянь керованості, що
дозволяє визначати допустимі області значень параметрів моделей морських
рухомих об’єктів з урахуванням залежності критеріїв від виду траєкторій.
6. Вперше розроблено метод параметричної оптимізації суднових
демпферувальних та утримуючих елементів систем стабілізації морських
13
рухомих об’єктів, який ураховує особливості їх динамічних характеристик і,
таким чином, забезпечує визначення оптимальних параметрів пасивних та
активних елементів систем стабілізації для зниження енергетичних витрат й
оптимізації запасів міцності суднового обладнання.
7. Отримав подальший розвиток підхід до багатофакторного
оцінювання ризиків для оптимізації рішень людини-оператора в процесі
керування морськими рухомими об’єктами за рахунок комплексної оцінки
стану системи й формування інтегрованого коефіцієнту безпеки руху з
урахуванням експертних оцінок, що забезпечує підвищення безпеки
мореплавства в обмежених акваторіях.
Практичне значення отриманих результатів.
1. Створені на основі систем зі змінною структурою зворотних зв’язків
методики розрахунку параметрів робастно-оптимальних суднових систем
керування та рекомендації з їх використання можуть застосовуватись
судноплавними компаніями для підвищення безпеки мореплавства в
обмежених акваторіях за складних метеорологічних умов.
2. Удосконалений метод робастного керування на основі еталонних
систем зі змінною структурою зворотних зв’язків забезпечує високу точність
керування динамічними об’єктами при неповній апріорній інформації про
параметри об’єкта, а також достатню інваріантність до зовнішніх та
параметричних збурювальних впливів, що дозволяє його використовувати
для проектування систем керування рухомими об’єктами різних типів та
призначення.
3. Розроблена поетапна послідовність квазілінеаризації нелінійних
динамічних систем при допустимих коливаннях дозволяє для широкого
класу морських рухомих об’єктів та інших технологічних об’єктів формувати
більш точні еквівалентні лінійні моделі.
4. Запропоновані алгоритмічні процедури параметричної оптимізації
динамічних характеристик елементів придатні до застосування при
проектуванні гнучких пасивних та активних динамічних елементів суднових
систем стабілізації різного призначення.
14
5. Розроблені схемо технічні рішення удосконаленої анемометричної
системи виміру параметрів вітрового впливу з розширенням функціональних
можливостей та підвищенням точності вимірювання, способу керування
багатовимірними динамічними об’єктами та способу робастного керування
дозволяють проектувати суднові авторульові з високою якістю керування.
6. Створені методики формування багатофакторної оцінки рівня безпе-чного стану середовища та судна, визначення інтегрованого рівня безпеки
руху суден у судноплавних каналах та портах дозволяють оптимізувати
рішення, які ухвалююються на диспетчерському рівні з точки зору
підвищення безпеки (у т. ч. екологічної) мореплавства, а також забезпечити
підвищення пропускної здатності та продуктивності морських та річкових
портів.
Результати дисертаційної роботи підтверджені актами впровадження: у
виробництво НBО “АМІКО” (комп’ютеризована анемометрична система); у
процес проектування суднових пристроїв КБ “Aker Yards Design Ukraine”
(методика проектування елементів динамічної системи стабілізації) і НВКГ
“Зоря - Машпроект” (система керування газотурбінним двигуном у
перехідному режимі), м. Миколаїв; “Морське інженерне бюро”, м. Одеса
(робастний авторульовий; методика проектування елементів динамічної
системи стабілізації); у транспортних компаніях “Ака Транс Петербург”
(комп’ютеризована система оцінки ризиків), “Балт Вест Транс” (система
підтримки прийняття рішень для оцінки безпеки руху), м. Санкт-Петербург,
РФ; у навчальний процес Національного університету кораблебудування
імені адмірала Макарова, м. Миколаїв.
Основні висновки та результати дисертаційної роботи
використовуються в навчальному процесі Національного університету
кораблебудування ім. адмірала Макарова, м. Миколаїв, при підготовці
студентів та магістрантів за напрямками "Комп’ютеризовані системи
управління та автоматики" (спеціальність "Системи управління та
автоматика"), "Приладобудування" (спеціальність "Прилади точної
механіки") та "Комп’ютерна інженерія" (спеціальність "Спеціалізовані
15
комп’ютерні системи") при викладанні дисциплін "Теорія автоматичного
управління", "Оптимальні та адаптивні системи", "Ідентифікація об’єктів",
"Управління морськими рухомими об’єктами", а також в інших
університетах Південного регіону України, що входять до складу
Регіонального міжвузівського центру, при викладанні дисциплін "Теорія
систем управління", "Теорія прийняття рішень в задачах управління та
контролю", "Програмні засоби інтелектуальних систем" та "Експертні
системи".
Особистий внесок здобувача. Усі основні наукові результати, що
виносяться на захист, отримані здобувачем особисто, серед них: формування
мети та задач дослідження для визначених функціональних задач керування
морськими рухомими об’єктами; теоретичне обґрунтування наукових засад
удосконалення методів робастно-оптимального керування; формування
покрокової модифікованої процедури трансформації первинної нелінійної
математичної моделі в лінеаризовану нестаціонарну модель; уточнення
динамічних моделей морських рухомих об’єктів; розробка критеріїв
керованості нестаціонарних систем керування морськими рухомими
об’єктами; концепція удосконалення методів робастно-оптимального
керування морськими рухомими об’єктами на основі систем змінної
структури зворотних зв’язків; розв’язання задачі синтезу керувальних
функцій з використанням додаткових компенсаційних зворотних зв’язків при
неповній керованості різнотипних морських рухомих об’єктів; розробка
методу параметричної оптимізації суднових демпфувальних та утримуючих
елементів систем стабілізації морських рухомих об’єктів; синтез та
дослідження систем керування рухом та позиціонуванням різнотипних
морських рухомих об’єктів; імітаційне моделювання розроблених алгоритмів
керування при русі морських рухомих об’єктів в умовах обмежених
акваторій; багатофакторний підхід до оцінки ризиків й формування
інтегрованого коефіцієнту безпеки руху; розробка нових схемо технічних
рішень елементів системи керування морськими рухомими об’єктами.
16
Апробація результатів дисертації. Апробація результатів
дисертації. Основні результати дисертаційної роботи доповідались і були
схвалені на:
- Міжнародній конференції «InterOceantechnology», Szczecin, Poland,
1990;
- Міжнародному конгресі «V Cоngrеss of Marine Technology», Athens,
Greece 1990;
- Міжнародній конференції «Int. Marine Electrotechnology Conf.»,
Shanghay, China, 1991;
- Міжнародному симпозіумі «Third Intern. Sym. of Offshore and Polar
Eng.», Singapure, 1993;
- Міжнародному симпозіуму «The Math. Theory of Networks and
Systems», Regensburg, Germany, 1993;
- Міжнародній конференції International Conference AMSE “Contribution
of Cognition to modelling”, Lion, France, 1998;
- Міжнародній конференції «Second Conference on Management and
Control of Production and Logistics», Grenoble, France, 2000;
- Міжнародній конференції «Безопасность мореплавания и ее
обеспечение при проектировании и постройке судов», Миколаїв, Україна,
2004, 2007;
- V Міжнародній конференції «Гиротехнологии, навигация и
управление движением», Київ, Україна, 2005;
- Міжнародній конференції «Dynamical system modelling and stability
investigation», Київ, Україна, 2005;
- Науково-технічній виставці Міністерства освіти і науки України в
Соціалістичній республіці В’єтнам (СРВ), Ханой, СРВ, 2006;
- Міжнародних конференціях з автоматичного управління
«Автоматика», Україна, (Вінниця-2007, Одеса-2008, Чернівці-2009, Харків-2010, Львів-2011, Київ-2012);
- Міжнародних науково-практичних конференціях «Інформаційні
технології» Харків, Україна, 2009, 2010, 2012;
17
- Міжнародній конференції «Інтелектуальні системи прийняття рішень і
проблеми обчислювального інтелекту», Євпаторія, Україна, 2009, 2010;
- Х Міжнародній конференції «Проблеми сучасної електротехніки»,
Київ, Україна, 2010;
- Міжнародній конференції «Автоматизація: проблеми та рішення»,
Севастополь, Україна, 2010;
- Міжнародних науково-технічних конференціях «Інновації в
суднобудуванні та океанотехніці», Миколаїв, Україна, 2010, 2011.
Дисертаційна робота в цілому обговорювалась на наукових семінарах
(наукові керівники академік НАНУ Кунцевич В.М., член-кореспондент
НАНУ Губарєв В.Ф.) Інституту космічних досліджень НКА і НАН України
та отримала позитивну оцінку (Київ, 2010, 2011).
Публікації. За темою дисертації опубліковано 75 робіт, зокрема, 31
стаття в фахових наукових журналах та збірниках наукових праць, 4 в
міжнародних наукових журналах, 4 в інших наукових виданнях, 25 в
збірниках праць та матеріалах міжнародних конференцій, 5 в тезах
міжнародних та всеукраїнських конференцій, отримано 4 патенти та 2
авторські свідоцтва.
Структура роботи. Дисертаційна робота складається зі вступу, 7
розділів, висновків, додатку та списку використаних літературних джерел.
Повний обсяг дисертації складає 335 сторінок, включаючи 101 рисунок, з них
8 рисунків на 3 окремих сторінках, 6 таблиць, додатку на 9 сторінках, 290
найменувань використаних літературних джерел на 33 сторінках

Список литературы

ВИСНОВКИ

У дисертаційній роботі наведено теоретичні узагальнення та нове
рішення важливої науково прикладної проблеми підвищення якості і рівня
автоматизації процесів керування різнотипними морськими рухомими
об’єктами у складі морських багатокомпонентних технологічних комплексів
шляхом розвитку методів і законів робастно-оптимального керування та
створенні на їх основі високоефективних систем зі змінними структурами
спеціальних перемикальних ланцюгів зворотних зв’язків і з еталонними
моделями систем керування, які забезпечують реалізацію підвищених вимог
до точності керування, мінімальних витрат енергії та інваріантності відносно
невизначеності об’єктів й дії неконтрольованих зовнішніх збурень. У
виконаному дисертаційному дослідженні отримані наступні основні наукові
та прикладні результати:
1. Проведено дослідження головних технологічних завдань складних
багатокомпонентних морських технологічних комплексів, у складі яких
провідну роль відіграють морських рухомих об’єктів, та шляхом аналізу
методів керування морськими рухомими об’єктами сформовано концепцію
розвитку та формалізовано перспективний підхід до синтезу систем
керування морськими рухомими об’єктами на основі робастно-оптимальних
структур та алгоритмів, що забезпечують високі показники якості керування
в умовах неповної параметричної інформації.
2. Уточнено стохастичні моделі та проведено моделювання динаміки
різнотипних морських рухомих об’єктів при допустимих коливаннях у
робочій зоні функціонування на основі формування покрокової
модифікованої процедури лінеаризації первинної математичної моделі
морських рухомих об’єктів у лінійну нестаціонарну.
3. Для визначених функціональних завдань керування морськими
рухомими об’єктами у складі багатокомпонентних морських технологічних
комплексів сформовано закони керування та умови оптимальності при
287
побудові планованих фазових траєкторій з максимальною швидкодією або
мінімумом витраченої енергії, а також розроблено послідовність розрахунку
та алгоритми перемикання зворотних зв’язків для забезпечення руху за
оптимальними траєкторіями шляхом розв’язання системи алгебраїчних
рівнянь, сформованих на основі планованих траєкторій і заданих граничних
умов.
4. Проведено оптимізацію процесів керування морськими рухомими
об’єктами за показниками витрат енергії й швидкодії, а також значеннями
помилок керування, на основі створення механізму синтезу керувальних
функцій зі змінною структурою зворотних зв’язків для забезпечення руху з
відповідними нульовими похідними фазових координат на основі балансу
сил (моментів) та їх похідних, що діють на морські рухомі об’єкти.
5. Створено системи керування, які реалізуються за допомогою
спеціальних змінних структур ланцюгів зворотних зв’язків, та проведено
моделювання замкнутих багатомірних динамічних систем, які описують
безперервні (у тому числі нелінійні нестаціонарні) й моделі морських
рухомих об’єктів з дискретним часом під дією зовнішніх збурень, що
дозволяє вирішувати завдання оптимізації процесів стабілізації при
сформованих умовах оптимальності й граничних умовах.
6. Для забезпечення мінімальних значень похибок та її похідних на
виході об’єкту керування, з урахуванням дії випадкових неконтрольованих
зовнішніх збурень і при неповній апріорній інформації про параметри
математичних моделей морських рухомих об’єктів, удосконалено системи
робастного керування на основі використання еталонного сигналу керування
системи зі змінною структурою зворотних зв’язків, що також забезпечує
фільтрувальні властивості керування для компенсації параметричних шумів
7. Розроблено рангові критерії оцінювання керованості нестаціонарних,
безперервних і з дискретним часом, систем керування рухом морських
рухомих об’єктів на основі формування й аналізу рівнянь керованості
динамічної системи, отриманого шляхом диференційного перетворення
нестаціонарних моделей морських рухомих об’єктів, а також установлено
288
залежність умов керованості від виду траєкторії об’єкту.
8. Розроблено метод параметричної оптимізації суднових
демпферувальних та утримуючих елементів систем стабілізації морських
рухомих об’єктів з урахуванням динамічних характеристик у процесі його
взаємодії з елементами системи стабілізації, що дозволяє на основі
визначення оптимальних параметрів активних і пасивних елементів знизити
енергетичні витрати й оптимізувати запас міцності суднового встаткування.
9. Удосконалено метод робастно-оптимального керування при
неповній апріорній інформації про параметри об’єкту та зовнішні збурення,
що забезпечує зниження енерговитрат і високу точність керування, а також
достатню інваріантність до зовнішніх і параметричних збурювальних
впливів, що дозволяє його використовувати при проектуванні систем
керування рухомими об’єктами різних типів і призначення.
10. Для процесів стабілізації не повністю керованих на програмних
(оптимальних) траєкторіях морських рухомих об’єктів синтезовано
керувальні функції на основі застосування додаткових компаундувальних
динамічних зв'язків, що дозволяє підвищити якісні показники керування
морськими рухомими об’єктами при русі за субоптимальними траєкторіями і
утриманні у безпечній області робочого функціонування.
11. Розроблено схемо технічні рішення високоточної анемометричної
системи виміру параметрів вітрового впливу, у тому числі прискорення
вітрового потоку, способу керування багатовимірними динамічними
об’єктами та способу робастного керування, які дозволяють проектувати
суднові авторульові системи з високою якістю керування для широкого класу
морських рухомих об’єктів.
12. Сформовано підхід до багатофакторного оцінювання ризиків для
сиситем підтримки прийняття рішень при русі маневрувальних суден в
обмежених акваторіях, що підвищує безпеку мореплавання, шляхом
комплексної оцінки стану системи керування з урахуванням експертних
оцінок, формування інтегрованого коефіцієнта безпеки руху й оптимізації на
його основі рішень людини-оператора у процесі функціонування
289
автоматизованої системи керування рухом. Створені методики та алгоритми
формування багатофакторного оцінювання рівня безпечного стану
середовища та судна, визначення інтегрованого рівня безпеки руху суден у
судноплавних каналах та портах дозволяють оптимізувати рішення, що
приймаються на диспетчерському рівні з точки зору підвищення безпеки (в
т.ч. екологічної) мореплавства, а також підвищення пропускної здатності та
продуктивності морських та річкових портів.
Отримані результати представляють собою подальше удосконалення
методів автоматизації процесів керування морськими рухомими об’єктами на
основі розвитку теорії оптимального та робастного керування
багатовимірними динамічними об’єктами. Кількісні та якісні результати
дисертаційної роботи спираються на строгий математичний доказ
запропонованих рішень, коректні математичні моделі, точність адекватності
яких підвищена на 10…15%, використання достатньо обґрунтованих методів
імітаційного моделювання та дослідницького узагальнення і систематизації.
Основні висновки та результати дисертаційної роботи
використовуються у навчальному процесі Національного університету
кораблебудування ім. адмірала Макарова при підготовці студентів та
магістрантів за напрямками "Комп’ютеризовані системи управління та
автоматики" (спеціальність "Системи управління та автоматика"),
"Приладобудування" (спеціальність "Прилади точної механіки") та
"Комп’ютерна інженерія" (спеціальність "Спеціалізовані комп’ютерні
системи") при викладанні дисциплін "Теорія автоматичного управління",
"Оптимальні та адаптивні системи", "Ідентифікація об’єктів", "Управління
морськими рухомими об’єктами", "Теорія систем управління", "Теорія
прийняття рішень у задачах управління та контролю", "Програмні засоби
інтелектуальних систем" та "Експертні системи".
Запропонована алгоритмічна процедура параметричної оптимізації
динамічних характеристик елементів придатна до застосування при
проектуванні гнучких елементів різних технічних конструкцій та
290
впроваджена у частині розрахунків суднових пристроїв підприємством «Акер
Ярдс Юкрейн Дизайн».
Запропонована комп’ютеризована анемометрична система впроваджена
у виробництво науково-виробничим підприємством «АМІКО» при розробці
та створенні комплексної системи контролю живучості корабля, що дозволяє
підвищити конкурентоспроможність системи та загалом безпеку
мореплавання при експлуатації суден. Анемометрична система може
застосовуватись при розробці та експлуатації систем керування рухом
морських рухомих об’єктів з компенсацією зовнішнього збурення для
підвищення якісних показників керування.
КБ «Морское инженерное бюро», будучи одним із провідних проектних
організацій України й країн СНД по проектуванню суден і суднового
обладнання, впровадило при розрахунках суднових систем керування рухом
судна запропонований автором робастний авторульовий, а також при
проектуванні якірних, швартовних та кранцевих систем впровадила
авторську методику розрахунку оптимальних «жорсткістних» характеристик
активних і пасивних кранцевих систем.
В процесі виконання робіт по експедируванню і агентуванню суден у
Санкт-петербурзькому морському торговому порту транспортна компанія
«АКА Транс» апробовувала запропоновану автоматизовану систему
підтримки прийняття рішень для оцінки безпеки мореплавання в умовах
інтенсивного руху суден. Впровадження даної системи у виробничий процес
дозволило на основі отримання інтегрованої оцінки безпеки при підході
суден до причалів порту своєчасно і достатньо точно оцінювати ситуацію
щодо конкретного судна і таким чином інформувати капітана і
судновласника судна об ступені небезпеки, а також лоцманську службу
порту з рекомендацією про вибір кваліфікаційного рівня супроводжуючого
лоцмана для проводки судна. Інтегрована оцінка безпеки оцінювалося на
основі запропонованої бальної системи, і при цьому супроводжувалася
отриманням ряду експертних оцінок про ситуацію у порту.
291
Таким чином, впровадження підприємством «АКА Транс»
автоматизованої системи підтримки ухвалення рішень для оцінки безпеки
мореплавання в умовах інтенсивного руху суден дозволило підвищити
загальну безпеку мореплавання при експлуатації суден.
Транспортна компанія «Балт Вест Транс» (Санкт-Петербург, РФ)
впровадила систему підтримки прийняття рішень щодо структури та графіку
контейнерних вантажоперевезень на основі багатофакторної інтегрованої
системи оцінок ризиків, що суттєво впливають на функціонування
транспортної інфраструктури.
Спосіб керування багатовимірним об’єктом керування можна
використовувати для керування інерційними об’єктами різного призначення:
від керування оптимальними перехідними режимами електродвигунів до
керування оптимальним рухом літальних апаратів.
Розробки, що стосуються систем змінної структури, які визначають
процедуру синтезу керувальних функцій для розімкнутих та замкнутих
багатовимірних динамічних систем, використовуються у державному
підприємстві науково-виробничий комплекс газотурбобудування (ДП НВКГ)
«Зоря»-«Машпроект» при створенні сучасних систем керування
газотурбінними установками і дозволяють оптимізувати пускові та маневрені
характеристики енергетичних установок. На основі запропонованого підходу
сформовано структурні схеми, синтезовано керувальні функції та проведено
імітаційне моделювання для керування газотурбінним двигуном у
перехідному режимі.
Удосконалена процедура квазилінеаризації нелінійних динамічних
систем дозволяє отримати більш точні лінійні нестаціонарні моделі
газотурбінних установок, що значно підвищує якість моделювання
перехідних режимів роботи газотурбінних двигунів і скорочує витрати часу
на оптимізацію алгоритмів системи керування. Результати впроваджені у
Центрі науково-дослідно-конструкторських робіт «Машпроект» ДП НВКГ
«Зоря-Машпроект».
292
Розроблена багатофункціональна анемометрична система може
застосовуватись при розробці та експлуатації систем керування рухом
морських рухомих об’єктів з компенсацією зовнішнього збурення для
підвищення якісних показників керування, а також в інших застосуваннях,
наприклад, для підвищення безпеки функціонування вантажних кранів
різноманітного призначення.
Соціальний ефект от використання результатів роботи полягає у
підвищенні ефективності та економічності роботи морського транспорту та
безпеки мореплавства.

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
1. Беллман, Р. Квазилинеаризация и нелинейные краевые задачи
[Текст] / Р. Беллман, Р. Калаба. – М.: Мир, 1968. – 184 с.
2. Калман, Р. Очерки по математической теории систем [Текст] /
Р. Калман, П. Фалб, М. Арбиб. – М.: Мир, 1971. – 400 с.
3. Заде, Л. Теория линейных систем [Текст] / Л. Заде, И. Дезоер. – М.:
Наука, 1979. – 704 с.
4. Понтрягин, Л. С. Математическая теория оптимальных процессов
[Текст] / Под редакцией Л.С. Понтрягина. – М.: Наука, 1974. – 392 с.
5. Понтрягин, Л. С. Принцип максимума в теории оптимального
управления [Текст] / Л.С. Понтрягин. – М.: Наука, 1989. – 64 с.
6. Красовский, Н. Н. Теория управления движением [Текст] /
Н.Н. Красовский. – М.: Наука, 1968. – 476 с.
7. Красовский, А. А. Системы автоматического управления полетом и
их автоматическое конструирование [Текст] / А.А. Красовский. – М.: Наука,
1973. – 558 с.
8. Справочник по теории автоматического управления [Текст] / Под
ред. А.А. Красовского. – М.: Наука, 1987. – 711 с.
9. Фельдбаум, А. А. Основы теории оптимальных автоматических
систем [Текст] / А.А. Фельдбаум. – М.: Наука, 1966. – 624 с.
10. Кунцевич, В. М. Управление в условиях неопределенности:
гарантированые результаты в задачах управления и идентификации [Текст]
/ В.М. Кунцевич. – К.: Наукова думка, 2006. – 264 с.
11. Емельянов, С. В. Новые типы обратной связи [Текст] /
С.В. Емельянов, С.К. Коровин. – М.: Наука, Физматлит., 1997. – 352 с.
12. Цыпкин, Я. З. Адаптация и обучение в автоматических системах
[Текст] / Я.З. Цыпкин. – М.: Наука, 1968. – 400 с.
13. Барабанов, А. Т. [Текст] Методы исследования нелинейных систем
автоматического управления / А.Т. Барабанов, В.Я. Катовник,
Р.А. Нелепин, Е.И. Хлыпало, В.А. Якубович – М.: Наука, 1975. – 448 с.
14. Чаки, Ф. Современная теория управления [Текст] / Ф. Чаки. – М.:
Мир, 1975. – 424 с.
294
15. Летов, А. И. Динамика полета и управления [Текст]/ А.И. Летов. –
М.: Наука, 1969. – 360 с.
16. Воронов, А. А. Введение в динамику сложных управляемых систем
[Текст] / А.А. Воронов. – М.: Наука, 1985. – 352 с.
17. Филипс, Ч. Системы управления с обратной связью [Текст] /
Ч. Филлипс, Р. Харбор. – М.: Изд-во: Лабор. Базовых Знаний, 2001 – 616 с.
18. Казаков, И. Е. Оптимизация динамических систем случайной
структуры [Текст] / И.Е. Казаков, В.М. Артемьев. – М.: Наука, 1980. – 383 с.
19. Пугачев, В. С. Стохастические дифференциальные системы [Текст] /
В.С. Пугачев, И.Н. Синицын. – М.: Наука, 1984. – 560 с.
20. Уткин, В. Н. Скользящие режимы и их применение в системах с
переменной структурой [Текст] / В.Н. Уткин. – М.: Наука, 1974. – 272 с.
21. Петров, Б. Н. Двукратная инвариантность систем автоматического
управления [Текст] / Б.Н. Петров, В.Ю. Рутковский // ДАН СССР. – 1985. –
Т.161. - №4. - С. 789-790.
22. Гроп, Д. Методы идентификации систем [Текст] / Д. Гроп. – М.:
Мир, 1979. – 304 с.
23. Сингх, М. Системы: декомпозиция, оптимизация и управление
[Текст] / М. Сингх, А. Титли. – М.: Машиностроение, 1986. – 493 с.
24. Дорф, Р. Современные системы управления. [Текст] / Р. Дорф,
Р. Бишоп – М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2004. – 832 с.
25. Девис, М. Х. Линейное оценивание и стохастическое управление
[Текст] / М.Х. Девис. – М.: Наука, 1984. – 208 с.
26. Фильтрация и стохастическое управление в динамических системах
[Текст] / Под редакцией К.Т. Леондеса. – М.: Мир, 1980. – 409 с.
27. Поляк, Б. Т. Робастная устойчивость и управление [Текст] /
Б.Т. Поляк, П.С. Щербаков. – М.: Наука, 2002. – 303 с.
28. Заде, Л. А. Понятие лингвистической переменной и его применение
к принятию приближеннях решений [Текст] / Л.А. Заде. – М.: Мир, 1976. –
167 с.
29. Прикладные нечеткие системы [Текст] / Под редакцией Т. Тирано,
К. Асаи, М. Сугэно. – М.: Мир, 1983. – 368 с.
295
30. Ивахненко, А. Г. Индуктивный метод самоорганизации моделей
сложных систем [Текст] / А.Г. Ивахненко. – К.: Наукова думка, 1982. –
296 с.
31. Соболев, Г. В. Управляемость корабля и автоматизация
судовождения [Текст] / Г.В. Соболев. – Л.: Судостроение, 1976. – 478 с.
32. Справочник, по теории корабля [Текст]. В 3 ч. Ч. 1. Гидромеханика.
Сопротивление движению судов. Судовые движители / Под редакцией
Я.И. Войткунского. – Л.: Судостроение, 1985. – 768 с.
33. Справочник по теории корабля [Текст]. В 3 ч. Ч. 2. Статика судов.
Качка судов / Под ред. Я.И. Войткунского. – Л.: Судостроение, 1985. –
440 с.
34. Першиц, Р.Я. Управляемость и управление судном [Текст] /
Р.Я. Першиц. – Л.: Судостроение, 1983. – 272 с.
35. Лукомский, Ю. А. Системы управления морськими подвижными
объектами [Текст] / Ю.А. Лукомский, В.С. Чугунов. – Л.: Судостроение,
1988. – 272 с.
36. Фрейдзон, И. Р. Судовые автоматизированные электроприводы и
системы [Текст] / И.Р. Фрейдзон. – Л.: Судостроение, 1980. – 440 с.
37. Фрейдзон, И. Р. Микропроцессорные системы управления
техническими средствами судов [Текст] / И.Р. Фрейдзон, Л.Г. Филиппов,
Р.И. Фрейдзон. – Л.: Судостроение, 1985. – 247 с.
38. Справочник по судовым устройствам [Текст] / Под общей редакцией
М.Н. Александрова. – Л.: Судостроение, 1987. – 655 с.
39. Fossen, Т. I. A survey of nonlinear ship control: From theory to practice
[Text] / Т.I. Fossen: Materials of [«5 IFAC»], (MCM, 2000). – P. 1-16.
40. Perez, T. Kinematic models for maneuvering and seakeeping of marine
vessels [Text] / T. Perez, T. Fossen // J. Modeling, identification and control. –
2007.– Vol. 28, №.1. – P. 19-30.
41. Roberts, G. N. Trends Marine Control Systems [Text] / G. N. Roberts -
80 Min / 700 Mb. – Zagreb, Croatia, 2007. – (IFAC, CAMS’07) – 1 opt. electr.
disk (CD –ROM); 12 sm. – System preference: Pentium-266; 32 Mb RAM; CD-ROM; Windows 98/2000/NT/XP. – The title from the screen.
296
42. Ross, A. A novel manoeuvering model based on low-aspect-ratio lift
theory and lagrangian mechanics [Text] / A. Ross, T. Perez, T. Fossen – 80 Min /
700 Mb. – Zagreb, Croatia, 2007. - (IFAC, CAMS’07) – 1 opt. electr. disk (CD –
ROM); 12 sm. – System preference: Pentium-266; 32 Mb RAM; CD-ROM;
Windows 98/2000/NT/XP. – The title from the screen.
43. Triantafyllou, M. S. Preliminary design of mooring systems [Text] /
M. S. Triantafyllou // Journal of ship research. – 1982. – Vol. 26, №1. – P. 25 -
35.
44. Ractliff, A. Defelopment of a comprehensive simulation model of a
single point mooring system [Text] / A. Ractliff, O. Clarke // Naval architecture.
– 1980. – P. 33-44.
45. Hasegawa, K. Some recent developments of next generation’s marine
traffic systems [Text] / K. Hasegawa: Materials of Conference IFAC
[«Conference on Control Applications in Marine Systems»], (Ancona, Italy,
2004). – P. 13-18.
46. Снопков, В. И. Управление судном [Текст] / В.И. Снопков. – СПб.:
АНО НПО Профессионал, 2004. – 536 с.
47. Некрасов, В. А. Вероятностные задачи мореходности судов [Текст] /
В.А. Некрасов. – Л.: Судостроение, 1978. – 304 с.
48. Кульмач, П. П. Якорные системы удержания плавучих объектов
[Текст] / П.П. Кульмач. – Л.: Судостроение, 1980. – 336 с.
49. Шостак В. П. Динамическое позиционирование плавучих объектов
[Текст] / В.П. Шостак. – Чикаго: Мегатрон, 2010. – 130 с.
50. Луговский, В. В. Динамика моря [Текст] / В.В. Луговский. – Л.:
Судостроение, 1976. – 220 с.
51. Управление подвижными объектами [Текст] / Библиографический
указатель. В трех выпусках. Морские объекты. – Институт проблем
управления. – М., 2011. – 150 с.
52. A Short history of Sperry Marine [Electronic resource] /
T. Allensworth // Northrop Grumman Corp. Official website – 1999. – Access
mode to the resource http://www.sperrymarine.northropgrumman.com/Company-Information/Corporate-History/Sperry-History/
297
53. Mattilo, M. The reliable solution with minimal thrust losses [Electronic
resource] / M. Mattilo, J. Ylitalo, J. Soles // Materials of [Dynamic positioning
conference] – (Houston, USA, 2002). – Access mode to the resource:
http://www.dynamic -positioning.com/dp2002/desing_azipod_propulsion.pdf
54. Caravela Development of a Long-Range A Autonomous Oceanographic
Vessel [Electronic resource] / DSOR-ISR Official website – 2001. – Access
mode to the resource: http://dsor.isr.ist.utl.pt/Projects/Caravela/index.html/
55. Найфэ, Ф. Введение в методы возмущений [Текст] / Ф. Найфэ – М.:
Мир, 1984. – 536 с.
56. Справочник по математике [Текст] / Г. Корн, Т. Корн. – Наука, 1984.
– 831 с.
57. Гантмахер, Р. Ф. Теория матриц [Текст] / Р.Ф. Гантмахер – М.:
Наука, 1967. – 576 с.
58. Яблонский, А. А. Курс теоретической механики: статика, механика
[Текст] / А.А. Яблонский, В.М. Никифорова. – М.: Высш. школа, 1966. –
438 с.
59. Кунцевич, В. М. Синтез дискретных адаптивных систем управления
линейными и некоторыми классами нелинейных объектов [Текст] /
В.М. Кунцевич // Межд. научно-технич. журнал «Проблемы управления и
информатики». – 2009. – №3. – С. 59-72.
60. Кунцевич, В. М. Решение одной оптимизационной задачи
управления в условиях неопределенности [Текст] / В.М. Кунцевич // Межд.
научно-технич. журнал «Проблемы управления и информатики». – 2002. –
№3. – С. 85-100.
61. Кунцевич, В. М. Робастная стабилизируемость дискретных систем
управления [Текст] / В.М. Кунцевич // Межд. научно-технич. журнал
«Проблемы управления и информатики». – 2004. – №4. – С. 17-22.
62. Кунцевич, В. М. Области достижимости линейных и некоторых
классов нелинейных дискретных систем и управления ими [Текст] /
В.М. Кунцевич, А.Б. Куржанский // Межд. научно-технич. журнал
«Проблемы управления и информатики». – 2010. – №1. – С. 5-21.
298
63. Кунцевич, В. М. Инвариантные множества нелинейных дискретных
систем с ограниченными возмущениями и задачи управления [Текст] /
В.М. Кунцевич, Б.Т. Поляк // Межд. научно-технич. журнал «Проблемы
управления и информатики». – 2009. – №6. – С. 6-21.
64. Кунцевич, В. М. Синтез робастно-оптимальных адаптивных систем
управления нестационарными объектами при ограниченных возмущениях
[Текст] / В.М. Кунцевич // Межд. научно-технич. журнал «Проблемы
управления и информатики». – 2004. – №2. – С. 19-31.
65. Кунцевич, В. М. Гарантированные результаты в задачах
параметрической идентификации и оценивания вектора состояния
(фильтрации) при медленно изменяющихся ограниченных помехах
измерений [Текст] / В.М. Кунцевич // Межд. научно-технич. журнал
«Проблемы управления и информатики». – 2006. – №4. – С. 49-70.
66. Кунцевич, В. М. Робастная устойчивость и синтез дискретных
систем управления нелинейными объектами [Текст] / В.М. Кунцевич //
Межд. научно-техн. журнал «Проблемы управления и информатики». –
2007. – №4. – С. 5-21.
67. Кунцевич, В. М. Восстановление вектора состояния нелинейных
динамических систем [Текст] / В.М. Кунцевич // Межд. научно-технич.
журнал «Проблемы управления и информатики». – 2007. – №5. – С. 5-20.
68. Поляк, Б. Т. Частотные критерии робастной устойчивости и
апериодичности линейных систем [Текст] / Б.Т. Поляк, Я.З. Цыпкин //
Автоматика и телемеханика. – 1990. – №9. – С. 45-54.
69. Поляк, Б. Т. Трудные задачи линейной теории управления:
Некоторые подходы к решению [Текст] / Б.Т. Поляк, П.С. Щербаков //
Автоматика и телемеханика. – 2005. – №5. – С. 7-46.
70. Киселев, О. Н. Синтез регуляторов низкого порядка по критерию и
критерию максимальной робастности [Текст] / О.Н. Киселев, Б.Т. Поляк //
Автоматика и телемеханика. – 1999. – №3. – С. 119-130.
71. Ушаков, Е. П. Адаптивне керування нестаціонарними
технологічними об’єктами [Текст] / Е.П. Ушаков. – Львів: Видавництво
Української академії друкарства, 2003. – 182 с.
299
72. Волосов, В. В. Робастные методы эллипсоидального оценивания
состояния динамических систем при ограничениях на помехи измерения
выхода и скорость их изменения [Текст] / В.В. Волосов, В.Н. Шевченко //
Межд. научно-технич. журнал «Проблемы управления и информатики». –
2008. – №5. – С. 85-93.
73. Волосов, В. В. Робастные алгоритмы эллипсоидального оценивания
состояния одного вида нелинейных динамических систем [Текст] /
В.В. Волосов // Межд. научно-технич. журнал «Проблемы управления и
информатики». – 2008. – №1. – С. 36-42.
74. Дубовик, С. А. Свойство робастности и запасы устойчивости
линейных систем [Текст] / С.А. Дубовик // Межд. научно-технич. журнал
«Проблемы управления и информатики». – 2007. – №6. – С. 26-32.
75. Кучеров, Д. П. Синтез алгоритма адаптивного управления
инерционной системой второго порядка при наличии ограниченных помех
[Текст] / Д.П. Кучеров // Межд. научно-технич. журнал «Проблемы
управления и информатики». – 2007. – №5. – С. 20-28.
76. Абдуллаев, И. М. Синтез робастных корректирующих фильтров для
повышения точности цифровых динамических измерений физической
величины [Текст] / И.М. Абдуллаев, М.Ф. Раджабов, Р.М. Мамедов //
УСиМ. – 2008. – №2. – С. 41-45.
77. Аксенова, Т. И. Робастное моделирование по данным наблюдений с
применением полиномиального итерационного алгоритма МГУА [Текст] /
Т.И. Аксенова // Межд. научно-технич. журнал «Проблемы управления и
информатики». – 2008. – №2. – С. 42-52.
78. Бакан, Г.М. К построению робастного алгоритма гарантированного
оценивания состояния линейной управляемой системы [Текст] / Г.М. Бакан,
А.В. Шолохов // Межд. научно-технич. журнал «Проблемы управления и
информатики». – 2007. – №1. – С. 16-25.
79. Ackermann, J. The distance from Stability or  - stability boundaries
[Text] / J. Ackermann, D. Kaesbauer: Materials of Congress [«11th IFAC World
Congress»], (Tallinn, USSR, 1990). – V. 5. – P. 130 – 134.
80. Апостолюк, А. С. Об идентификации линейных стационарных
300
систем [Текст] / А.С. Апостолюк, В.Б. Ларин // Межд. научно-технич.
журнал «Проблемы управления и информатики». – 2008. – №4. – С. 38-47.
81. Губарев, В. Ф. Задачи интерпретации и ассимиляции
экспериментальных данных [Текст] / В.Ф. Губарев // Межд. научно-технич.
журнал «Проблемы управления и информатики». – 2008. – №4. – С. 27-37.
82. Губарев, В. Ф. Особенности и взаимосвязь задач идентификации и
управления в условиях неопределенности [Текст] / В.Ф. Губарев,
А.В. Гуммель, А.О. Жуков // Межд. научно-технич. журнал «Проблемы
управления и информатики». – 2010. – №1. – С. 50-62.
83. Губарев, В. Ф. Исследование метода итеративной идентификации
многомерных дискретных систем [Текст] / В.Ф. Губарев, А.О. Жуков //
Межд. научно-технич. журнал «Проблемы управления и информатики». –
2008. – №5. – С. 23-38.
84. Губарев, В. Ф. Об особенностях идентификации многомерных
непрерывных систем по данным с ограниченной неопределенностью
[Текст] / В.Ф. Губарев, П.А. Тигунов // Межд. научно-технич. журнал
«Проблемы управления и информатики». – 2006. – №1–2. – С. 231-246.
85. Сарычев, А. П. Идентификация систем регрессионных моделей со
случайными коэффициентами [Текст] / А.П. Сарычев // Межд. научно-технич. журнал «Проблемы управления и информатики». – 2004. – №3. –
С. 16-32.
86. Губарев, В. Ф. Метод итеративной идентификации многомерных
систем по неточным данным. Часть 2. Алгоритмы [Текст] / В.Ф. Губарев,
П.А. Тигунов // Межд. научно-технич. журнал «Проблемы управления и
информатики». – 2007. – №2. – С. 5-15.
87. Соколов С. В. Нелинейная параметрическая идентификация на
основе обобщенных вероятностных критериев [Текст] / С.В. Соколов,
П.А. Кучеренко // Межд. научно-технич. журнал «Проблемы управления и
информатики». – 2008. – №3. – С. 21-29.
88. Губарев, В. Ф. Итеративный синтез управления с селективной
идентификацией модели [Текст] / В.Ф. Губарев // Межд. научно-технич.
журнал «Проблемы управления и информатики». – 2004. – №3. – С. 5-15.
301
89. Потапенко, Е. М. Определение скорости и постоянной времени
ротора асинхронного двигателя с помощью наблюдателей [Текст] /
Е.М. Потапенко, Е.Е. Потапенко // Межд. научно-технич. журнал
«Проблемы управления и информатики». – 2007. – №1. – С. 37-47.
90. Лычак, М. М. Интервальный (множественный) анализ процессов
[Текст] / М.М. Лычак, В.П. Евтушок // УСиМ. – 2009. – №1. – С. 39-46.
91. Ефименко, С. Н. Имитационный эксперимент как средство для
исследования эффективности методов моделирования по данным
наблюдений [Текст] / С.Н. Ефименко, В.С. Степашко // УСиМ. – 2009. –
№1. – С. 69-78.
92. Слободян, Я. Е. Суперкомпьютерная технология моделирования
жизненного цикла особо сложных технических объектов [Текст] /
Я.Е. Слободян // Кибернетика и системный анализ. – 2009. – №6 – С. 125-130.
93. Бойчук, Л. М. Метод структурного синтеза нелинейных систем
автоматического управления [Текст] / Л.М. Бойчук. – М.: Энергия, 1971 –
113 с.
94. Бойчук, Л. М. Синтез координирующих систем автоматического
управления [Текст] / Л.М. Бойчук. – М.: Наука, 1991. – 160 с.
95. Батенко, А. П. Управление конечным состоянием движущихся
объектов [Текст] / А.П. Батенко. – М.: Советское радио, 1977. – 256 с.
96. Построение систем программного управления [Текст] /
[А.С. Галиулин, И.А. Мухатметзянов, Р.Г. Мухарлямов, В.Д. Фурасов]. –
М.: Наука, 1971. – 352 с.
97. Галиулин А. С. Обратные задачи динамики [Текст] / А.С. Галиулин.
– М.: Наука, 1986. – 224 с.
98. Крутько, П. Д. Обратные задачи динамики управляемых систем.
Линейные модели [Текст] / П.Д. Крутько. – М.: Наука, 1987. – 305 с.
99. Крутько, П. Д. Обратные задачи динамики управляемых систем.
Нелинейные модели [Текст] / П.Д. Крутько. – М.: Наука, 1988. – 328 с.
100. Крутько, П. Д. Обратные задачи динамики в теории
автоматического управления [Текст] / П.Д. Крутько. – М.:
Машиностроение, 2004. – 576 с.
302
101. Krutko, P. D. Symmetry and inverse problems of control system
dynamics [Текст] / П.Д. Крутько // Изв. РАН. Теория и системы управления.
– 1996. – №6. – С. 17-46.
102. Крутько, П. Д. Декомпозирующие алгоритмы робастно устойчивых
нелинейных многосвязных управляемых систем. Теория и прикладные
задачи [Текст] / П.Д. Крутько // Изв. РАН. Теория и системы управления. –
2005. – №2. – С. 120-140.
103. Крутько, П. Д. Робастно устойчивые структуры управляемых систем
высокой динамической точности. Алгоритмы и динамика управления
движением модельных объектов [Текст] / П.Д. Крутько // Изв. РАН. Теория
и системы управления. – 2005. – № 2. – С. 120-140.
104. Крутько, П. Д. Исследование чувствительности робастно
устойчивых систем при параметрических и координатных возмущениях
[Текст] / П.Д. Крутько // Изв. РАН. Теория и системы управления. – 2005. –
№ 6. – С. 5-27.
105. Ларин, В. Б. Стабилизация системы обратной связью по выходной
переменной [Текст] / В.Б. Ларин // Межд. научно-технич. журнал
«Проблемы управления и информатики». – К., 2004. – №2. – С. 5-18.
106. Ларин, В. Б. Об устойчивости систем с неопределенностью,
содержащих запаздывание [Текст] / В.Б. Ларин // Межд. научно-технич.
журнал «Проблемы управления и информатики». – 2008. – №1. – С. 5-15.
107. Ларин, В. Б. О стабилизации движения систем с неголономными
связями [Текст] / В.Б. Ларин // Межд. научно-технич. журнал «Проблемы
управления и информатики». – 2006. – №1–2. – С. 218-231.
108. Ларин, В. Б. Алгоритмы решения уравнения QAXAX T  1 [Текст] /
В.Б. Ларин // Межд. научно-технич. журнал «Проблемы управления и
информатики». – 2009. – №2. – С. 7-13.
109. Ларин, В. Б. Об обращении проблемы аналитического
конструирования регуляторов [Текст] / В.Б. Ларин // Межд. научно-технич.
журнал «Проблемы управления и информатики». – 2004. – №1. – С. 17-25.
110. Барабанов, А. Т. Построение стабилизирующего решения
алгебраического уравнения Риккати по частотной характеристике объекта
303
управления / А.Т. Барабанов, А.Н. Балабанов // Сб. науч. тр. «Оптимаизация
производственных процессов».–2009. – Севастополь. – СевНТУ. – Вып.
№11. – С. 5-9.
111. Габасов, Р. Качественная теория оптимальных процессов [Текст] /
Р. Габасов, Ф.М. Кириллова. – М.: Наука, 1971. – 508 с.
112. Габасов, Р. Метод стабилизации динамических систем в условиях
постоянно действующих возмущений [Текст] / Р. Габасов, Е.А. Ружицкая //
Кибернетика и системный анализ. – 1999. – №2 – С. 120-131.
113. Габасов, Р. Стабилизация динамических систем с обеспечением
дополнительных свойств переходных процессов [Текст] / Р. Габасов,
Е.А. Ружицкая // Кибернетика и системный анализ. – 2001. – №3 – С. 91–101.
114. Габасов, Р. Реализация ограниченной обратной связи в нелинейной
задачей регулирования [Текст] / Р. Габасов, Ф.М. Кириллова,
Е.А. Ружицкая // Кибернетика и системный анализ. - 2009. - №1 - С. 108-116.
115. Горбатюк, О. Д. Подавление возмущений, действующих на вертолет
в режиме висения, с помощью статической обратной связи по выходу
[Текст] / О.Д. Горбатюк, В.Б. Ларин, А.А. Туник // Межд. научно-технич.
журнал «Проблемы управления и информатики». – 2009. – №3. – С. 87-97.
116. Еременко, И. Ф. Реализация игрового подхода к управлению
линейными объектами второго порядка [Текст] / И.Ф. Еременко, А.Г. Гурко
// Межд. научно-технич. журнал «Проблемы управления и информатики». –
2009. – №5. – С. 13-24.
117. Алиев, Ф. А. Алгоритм прогонки для решения задач оптимального
управления с трехточечными краевыми условиями [Текст] / Ф.А. Алиев,
Р.Т. Зульфугарова, М.М. Муталлимов // Межд. научно-технич. журнал
«Проблемы управления и информатики». – 2008. – №4. – С. 48-57.
118. Матвиенко, В. Т. Управление множеством траекторий линейной
динамической системы с дискретным аргументом [Текст] / В.Т. Матвиенко
// Межд. научно-технич. журнал «Проблемы управления и информатики». –
2007. – №6. – С. 8-12.
304
119. Лобок, О. П. Синтез оптимального керування технологічними
процесами [Текст] / О.П. Лобок, Н.М. Луцька // Автоматизація виробничих
процесів. – Київ, 2003. – №1(16). – С. 81-84.
120. Балашевич, Н. В. Стабилизация линейных систем ограниченными
управляющими воздействиями [Текст] / Н.В. Балашевич // Межд. научно-техн. журнал «Проблемы управления и информатики». – 2009. – №3. –
С. 20-31.
121. Кифоренко, Б. Н. Оценка эффективности оптимального управления
тягой электрического ракетного двигателя с солнечным источником
энергии [Текст] / Б.Н. Кифоренко, И.Ю. Васильев, Я.В. Ткаченко // Межд
научно-техн. журнал «Проблемы управления и информатики». – 2008. –
№6. – С. 99-105.
122. Сериков, С. А. Синтез оптимального управления гибридной силовой
установки [Текст] / С.А. Сериков // Межд. научно-технич. журнал
«Проблемы управления и информатики». – 2009. – №2. – С. 37-47
123. Красношапка, В. А. Динамические процессы в управляемых
машинных агрегатах с индивидуальными электродвигателями [Текст] /
В.А. Красношапка // Межд. научно-технич. журнал «Проблемы управления
и информатики». – 2009. – №2. – С. 66-71.
124. Логинов, А. А. Резонансная динамическая стабилизация
перевернутого маятника с двумя степенями свободы [Текст] / А.А. Логинов
// Межд. научно-техн. журнал «Проблемы управления и информатики». –
2002. – №4. – С. 57-70.
125. Бондаренко, М. Ф. Задача линейного квадратичного регулятора для
дескрипторных сосредоточенных и распределенных систем с дискретным
временем [Текст] / М.Ф. Бондаренко, Л.А. Власенко // Межд. научно-техн.
журнал «Проблемы управления и информатики». – 2010. – №1. – С. 76-85.
126. Северин, В. П. Минимизация интегральных квадратичных оценок
систем автоматического управления. Часть 1. Вычисление оценок [Текст] /
В.П. Северин // Межд. научно-технич. журнал «Проблемы управления и
информатики». – 2004. – №4. – С. 5-16.
305
127. Кожан, М. М. К вопросу о корректности некоторых задач
управления материальной точкой [Текст] / М.М. Кожан, А.Г. Ченцов //
Межд. научно-техн. журнал «Проблемы управления и информатики». –
2007. – №1. – С. 5-15.
128. Полищук, А. Д. Оптимизация оценки качества функционирования
сложных динамических систем [Текст] / А.Д. Полищук // Межд. научно-техн. журнал «Проблемы управления и информатики». – 2004. – №4. –
С. 39-44.
129. Чикрий, Г. Ц. Об одной задачи сближения для затухающих
колебаний [Текст] / Г.Ц. Чикрий // Межд. научно-технич. журнал
«Проблемы управления и информатики». – 2009. – №5. – С. 5-12.
130. Литвин, О. Н. Численная реализация метода конечных элементов с
оптимальным выбором параметров, базисных функций и координат узлов
элементов [Текст] / О. Н. Литвин, И. В. Нефёдова // УСиМ.– 2009.– №5. –
С.29-36.
131. Задорожный, В. Ф. Деформации параметров динамических систем и
их влияние на вычислительный процесс [Текст] / В.Ф. Задорожный //
Кибернетика и системный анализ. – 2009. – №1 – С. 94-99.
132. Бублик, С. Б. Оптимальные возмущения псевдообратных и
проекционных матриц в задачах синтеза линейных систем [Текст] /
С.Б. Бублик, Н.Ф. Кириченко // Межд. научно-технич. журнал «Проблемы
управления и информатики». – 2002. – №3. – С. 19-29.
133. Айда-Заде, К. Р. Об одном классе обратных задач для разрывных
систем [Текст] / К.Р. Айда-Заде, С.З. Кулиев // Кибернетика и системный
анализ. – 2008. – №6. – С. 142-152.
134. Лебедев, В.Б. Визуальная обратная связь в задачах управления
подвижным о