Преимуществами разработанной авторами системы оценки компетентности персонала нефтяных терминалов над существующими являются:
- возможность выполнять как обучение слушателей без опыта работы на оборудовании терминала, так и проверку компетентности персонала, ответственного за грузовые операции;
- возможность проводить обучение операторов грузовых систем терминала методам эффективного проведения погрузки и выгрузки нефтеналивных судов;
- возможность решения задач по экспертной оценке эффективности грузовых операций.
Одним из этапов создания автоматизированной системы управления грузовыми стреловыми устройствами взаимодействующих судов [1] была разработка математической модели процесса переноса груза.
Для математического моделирования перегрузочный комплекс был представлен трехмассовой системой с упругими связями. В состав системы входят
Литература
1. Казунин Д.В. Тренажер терминала для обработки нефтепродуктов: Руководство обучаемого. // СПб., 2004.
2. Возницкий И.В., Шмелев В.П., Камкин С.В. Эксплуатация судовых дизелей. М., 1990.
3. Маценко С.В. Исследование гидравлических характери-
стик грузовых насосов крупнотоннажных танкеров и их оптимизация: Автореф. дис. ... канд. техн. наук / Новороссийск, 2004.
г.
приводные двигатели двух грузовых лебедок, два шкентеля и подвешенный груз.
На рис. 1 изображена расчетная схема перегрузочного комплекса.
Разработанный первый вариант математической модели представляет собой систему дифференциальных уравнений пятого порядка.
Х
Южный региональный центр доп. проф. образования НГМА, г. Новороссийск 17 февраля 2005
УДК (658.011.56:639.3):620.97
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ПЕРЕНОСА ГРУЗА МЕЖДУ СУДАМИ В МОРЕ
© 2005 г. Н.Г. Романенко
Рис. 1 Расчетная схема: М2, М3 - электромагнитные моменты двигателей; FR2, FR3 - реакции в шкентелях; Rb - радиус барабана; mg - масса груза; alfa (а) - угол между вертикалью и вторым шкентелем; gamma (у) - угол между шкентелями;
X, Y - оси координат; V, w - линейные и угловые скорости
J
m 2
J
m 3
gr
gr
mg
d ю 2 dt d ю 3 dt dVi dt dV3 dt d a
■ = M 2 - FR 2 rb
■ = -M 3 + FR 3rb
Расчетная схема процесса переноса груза осталась прежней (рис. 1), а порядок системы дифференциальных уравнений был понижен до четвертого за счет исключения уравнения по координате угла а.
d ю 2
= FR 2 + FR3 cos у mgr cos a; = - FR 2 cos у — FR 3 + mgr cos (Y-a);
dt
= FR a + FR 3
Приводные асинхронные двигатели описываются двумя известными уравнениями: формулой Клосса -для рабочего участка механической характеристики и уравнением для пускового участка характеристики. В состав модели входит также ряд линейных алгебраических уравнений для расчета вспомогательных величин и уравнения ПИД-регулятора скорости вращения асинхронных двигателей с помощью преобразователей частоты (ПЧ). После ряда подстановок и преобразований данная система дифференциальных уравнений приводится к машинной форме и решается на ЭВМ методом Рунге - Кутта с фиксированным шагом интегрирования. При этом определяются координаты точки подвеса груза в текущий момент времени, моменты на валу двигателей, реакции в шкентелях, токи двигателей, частоты вращения двигателей (в числовой и графической форме).
Второй вариант математической модели был разработай для решения в современной среде Ма1ЬаЬ 6.0.
J
m 2
J
dt d ю
2 = M 2 - FR 2 rb;
m 3
dt
dV2
3 = -M 3 + FR 3rb;
gr
dt
dV3
• = FR 2 + FR 3cos у-m cos a;
1gr~d3 = -FR 2cos y-FR 3 + mgr cos (Y-a).
Решение производится с помощью встроенной функции программы MATLAB 6.x ode45. Состав выходных расчетных параметров аналогичен первому варианту математической модели, но в другой форме. Данная программа получила свидетельство о регистрации [2].
Оба варианта математической модели позволяли получать результаты при трех различных условиях переноса груза: без учета влияния качки судов, с учетом влияния качки, но без учета компенсации колебаний груза с помощью преобразователей частоты, с учетом влияния качки и с учетом компенсации колебаний груза с помощью преобразователей частоты.
На рис. 2-5 представлены результаты расчетов математической модели - траектории движения груза (рис. 2), моменты двигателей (рис. 3), величены реакций в шкентелях (рис. 4), токи электродвигателей (рис. 5), для трех перечисленных выше условий переноса груза.
<* Траектория Момент
Реакция в шкентеле Г Ток
Г" Частота вращения
-5 -10 -15
Результаты расчета
— _
Без качки
Без регулирования
С регулированием
Eiez kachki
S kachkoi
S reguüravamem
12 14 16 18 20
Назад Рассчитать Построить Закрыть
Рис. 2. Траектория движения груза
Траектория Момент Г~ Реакция в шкентеле
Ток
Г" Частота вращения
Результаты расчета
1000 500 0
-500
Ф Без качки Ф Без регулирования Ф С регулированием
Bez kachki
S kachkoi
S regulirovaniern
С Траектория Г" Момент
f* Реакция в шкентеле
Г Ток
Г" Частота вращения
х 10
W Без качки W Без регулирования Ф С регулированием
Bez k ach ki
w166668 m
Ugol = 48.456 grad
3 max 3
S kachkoi = 17.453!
nax
0°Lx=61-7
™rB™3i
S regulirovaniern
I I I 1 1 1
ГчЬ"--——— 1- - 1
/ ! ^—1—-- !---!-- \
-Sil ! !
1 1 1 i i i
Рис. 3. Моменты двигателей Результаты расчета
4 5 6 7
Назад Рассчитать Построить Закрыть
Рис. 4. Реакции в шкентелях
Траектория Момент С Реакция в шкентеле ^ Ток
Г" Частота вращения
Бег касИк!
S kachkoi
S regulirovaniem
Результаты расчета
[✓Без качки W Без регулирования W С регулированием
Назад Рассчитать Построить Закрыть
Рис. 5. Токи двигателей
На основе разработанных математических моделей для нескольких пар взаимодействующих судов были определены коэффициенты ПИД-регулятора, позволяющие получить оптимальные показатели процесса переноса груза.
Для подтверждения адекватности разработанных математических моделей реальному процессу проведен сравнительный анализ диаграмм, представленных в работе [3], и результатов расчетов моделей для аналогичных условий (за исключением случая работы с ПЧ), который показал достаточно высокое совпадение результатов. Для более полного исследования адекватности математических моделей необходимо прове-
дение натурных испытаний или испытаний на физической модели.
Литература
1. Рябцев М.Г., Романенко Н.Г. Автоматизированная система передачи грузов взаимодействующих судов в условиях моря // Судостроение. 1988. № 2.
2. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2004611750 «Модель грузового устройства (Мо(!еЮ8и 04.1)», Реестр программ для ЭВМ, 26 июля 2004 г.
3. Чаплыгин Ф.Т. Работа грузоподъемных устройств в условиях промысла. Л., 1982.
18 февраля 2005 г.
Астраханский государственный технический университет
УДК 656.135.073
О ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ПРИНЦИПАХ РАЗРАБОТКИ ОПТИМАЛЬНЫХ СХЕМ ОРГАНИЗАЦИИ И УПРАВЛЕНИЯ ДОРОЖНЫМ ДВИЖЕНИЕМ
(на примере г. Краснодара)
© 2005 г. К.Х. Нехай, В.Г. Живоглядов
В условиях резкого роста численности автопарка адекватно повышается спрос на дорожные услуги, как в количественном, так и качественном аспектах. Роль дорог возрастает.
Дорожная сеть это, по сути, топография дорожного движения города, края, области и наоборот. Дорожное движение можно воспринимать как следствие реализации принципов формирования и взаимо-