автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Структура и алгоритмы двухуровневой системы управления движением скоростных судов

На правах рукописи

ООЗОЕЗЫ^э^

Ле Тхань Тунг

СТРУКТУРА И АЛГОРИТМЫ ДВУХУРОВНЕВОЙ СИСТЕМЫ

УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ

СКОРОСТНЫХ СУДОВ

Специальность: 05.13.01 — Системный анализ, управление и обработка информации (технические системы)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург - 2007

003068252

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном электротехническом университете (ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Научный руководитель -

доктор технических наук, профессор, засл. деятель науки РФ Лукомский Ю.А

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Имаев Д.Х.

кандидат технических наук Антоненко В.П.

Ведущая организация - Институт проблем транспорта РАН

Защита диссертации состоится «/^ 2007 года в .М часов, на заседании

диссертационного совета Д 212.238.07 Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина) по адресу: 197376, Санкт-Петербург, ул. Проф. Попова, 5.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан »¿.у у^/? 2007 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Яшин А.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Обеспечение безопасности движения судов является важнейшей задачей судовождения и остается актуальной в настоящее время. Данная задача обладает особой остротой для скоростных судов вследствие малого запаса устойчивости движения. Важным направлением достижения безопасности является повышение автоматизации. Это предлагает комплексное решение разнородных задач, которые естественным образом решаются в структуре систем управления с использованием нейросетевых технологий. В рамках такой структуры можно построить универсальные регуляторы для скоростных судов различного типа.

Цель работы - формирование структуры и алгоритмов системы управления движением скоростных судов, обеспечивающих повышение безопасности и устойчивости движения.

Объектом исследования являются системы управления, обеспечивающие автоматическую стабилизацию кинематических параметров и предотвращение аварийных ситуаций применительно к движению скоростных судов.

Предметом исследования являются структуры и алгоритмы систем управления движением скоростных судов в нормальных эксплуатационных режимах и аварийных ситуациях.

Исследовательские задачи, решаемые в работе, включают:

• разработку структуры автоматической системы управления, обеспечивающей повышение безопасности и устойчивости движения скоростных судов;

• решение задачи синтеза системы автоматической стабилизации кинематических параметров движения по заданным динамическим характеристикам;

• формирование структуры и алгоритмов противоаварийной системы управления на основе многослойной нейронной сети.

Методы исследования. Для решения поставленных задач в работе использовалась комплексная методика исследования, включающая в себя: методы теории автоматического управления, теории нейросетевых технологий, численные методы. При проведении численных расчетов и математического моделирования использовались разработанные программы МАТЪАВ.

Научная новизна проведенных исследований состоит в следующем:

• Предложена двухуровневая структура системы управления движением скоростных судов, обеспечивающей повышенную безопасность и устойчивость движения, особенность которой заключается в наличии на 1-м уровне системы стабилизации кинематических параметров движения (для горизонтального движения -системы стабилизации судна на заданном безопасном маршруте) и системы проти-воаварийного управления (2-й уровень).

• Сформулирована и решена непрямая квадратичная задача, совмещающая в себе достоинства модального синтеза многоканальных систем управления с возможностью достижения оптимального управления движением скоростных судов.

• Обоснована структура противоаварийной системы управления, особенность которой заключается в использовании многослойных нейронных сетей для определения области устойчивости движения, а также в качестве ассоциативной памяти при выработке аварийных управляющих воздействий.

Достоверность научных и практических результатов. Достоверность основных результатов диссертационной работы подтверждается корректным использованием методов исследования, базирующихся на теории автоматического управ-

ления и нейросегевых технологиях, а также результатами компьютерного моделирования.

Практическая ценность полученных в диссертационной работе результатов заключается в том, что разработанная система управления движением соответствует требованиям Кодекса безопасности судов с динамическими принципами поддержания, благодаря следующим результатам:

- предложенная система управления реализуется на основе существующей элементной базы микропроцессорной техники

- предложенный алгоритм синтеза позволяет не только обеспечить заданные динамические характеристики системы, но и определиться с оптимальностью управления.

- применение нейронных сетей позволяет преодолеть проблему определения многомерной области устойчивости; подход отличается универсальностью благодаря вычислительной возможности нейронных сетей.

- комплекс программ для синтеза локальных систем на основе непрямой квадратичной задачи автоматизирует исследовательское проектирование систем управления движением судов.

Реализация результатов работы, диссертационная работа подготовлена в рамках научно- исследовательской работы по проектам « Исследование, разработка и внедрение бортовых и наземных информационно- управляющих комплексов обеспечения безопасности движения транспортных средств» - 2005 г, « Теоретические основы технологий безопасности движения подвижных объектов» — 20062007 гг согласно ведомственной научной программе « Развитие научного потенциала высшей школы»

Результаты диссертационной работы использованы при преподавании студентам 5 курса учебной дисциплины « Системы управления морскими подвижными объектами».

Апробация работы. Основные научные положения и результаты диссертации докладывались на научно-технической конференции молодых ученых «Навигация и управление движением» (2006 г), на конференции профессорско-преподавательского состава СПбГЭТУ «ЛЭТИ» (2006,2007 г).

Научные результаты, выносимые на защиту:

1. Структура двухуровневой системы управления движением скоростных судов, состоящая из локальных систем стабилизации (нижний уровень) и систем предотвращения аварий (верхний уровень).

2. Алгоритмическое и программное обеспечения для синтеза многоканальных систем стабилизации кинематических параметров движения на основе решения непрямой линейной квадратичной задачи.

3. Структура и алгоритмы системы противоаварийного управления скоростными судами с использованием многослойных нейронных сетей.

Публикация. По теме диссертации опубликованы 3 научные работы, из них -1 статья и 2 работы в материалах научно-технических конференций. Работы опубликованы в журналах из перечня ведущих журналов и изданий 2001 - 2003 г.г.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, перечня сокращений, трех глав, заключения и списка литературы, включающего 81 наименование, и 6-ти приложений. Основная часть работы изложена на 85 страницах машинописного текста. Работа содержит 23 рисунков и 14 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение содержит обоснование актуальности темы, цели и задачи диссертационной работы, анализ состояния задачи в настоящее время, а также основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе «Иерархическая система управления движением скоростных судов» рассматривается принцип работы системы управления движением скоростных судов, обосновывается двухуровневая структура. Предлагаются математические модели скоростных судов для проектирования данной системы.

Основным направлением повышения безопасности на море является построение интегрированных систем управления судами. Подобная организация управления предполагает комплексное решение разнородных задач, что приводит к усложнению функций человека-оператора. В тоже время, анализ опыта эксплуатации показывает, что одной из основных причин аварийных ситуаций является ошибочные действия личного состава, к которым относятся недостаточная подготовленность личного состава к правильной эксплуатации судов и технических средств, нерегулярный и недостаточно достоверный контроль состояния технических средств, утомленность личного состава. Быстротечность процессов, ограниченные возможности человека в восприятии поступающей информации и вырабатывании ответных действий, а также стрессовые ситуации еще и углубляют ситуации.

Рассмотрение существующих систем управления СВП и СПК показывает, что на большинстве из них применяется одноуровневая структура, при которой практически все функции управления движением выполняются одним человеком - оператором. Такая структура, повышая оперативность в принятии и отработке решений по управлению движением, повышает психофизиологическую нагрузку и утомляемости оператора - водителя, что влияет на безошибочность управления и, следовательно, на безопасность движения судов. Повышение безопасности движения предлагает уменьшение человеческого фактора и может быть достигнуто путем создания иерархической системы управления (ИСУ).

ИСУ представляет собой такую систему оценки ситуаций и принятия управленческих решений, которая при использовании знаний на базе качественных понятий и структурных отношений между ними обеспечивает процесс управления движением объекта и, в необходимых случаях, за счет обратных связей, осуществляет неоднократный выбор граничных условий и критериальной базы, определяющих текущую цель управления а также реконфигурацию способа регулирования и программы действий, исходя из заданной высшей цели функционирования системы.

Скоростным судам характерна повышенная аварийность. Внештатные ситуации требуют координированного управления различными техническими средствами, что может быть обеспечено только за счет систем автоматического управления. Кроме того, в зависимости от режима движения изменяются локальные цели управления, что приводит к изменению состава управляющих органов. Последовательную цепочку действий, отражающих процесс принятия решений, можно сформулировать следующим образом: изменение внешней среды либо состояния объекта - появление новых ограничений - коррекция критериальной базы или граничных условий - реконфигурация способа регулирования объекта.

В ИСУ условно можно выделить два уровня. На верхнем уровне решаются задачи формирования цели либо критерия качества управления. Нижний уровень -

исполнительным, реализующий поставленную цель.

По сути, ИСУ представляет собой надстройку к традиционной схеме управления. На основе информации о состоянии объекта и уровне внешних возмущений, выбирается цель управления, формируемая в виде критерия и терминальных условий. Критерием может являться минимизация тех или иных параметров движения, граничные условия могут включать в себя как ограничения средств управления, так и нахождение в допустимом диапазоне кинематических параметров движения объекта.

После выбора стратегии управления необходимо произвести реконфигурацию регулятора. В процессе перестройки регулятора может измениться количество каналов управления, состав управляющих органов. Осуществить реконфигурацию регулятора можно за счет базы знаний, в которой также должна храниться информация о математических моделях объекта при разных целях и способах регулирования.

Помимо реконфигурации регулятора необходимо произвести его расчет. Для этого требуется изменить математическую модель объекта согласно базе знаний, и произвести настройку коэффициентов регулятора. Для каждого регулятора должны быть разработаны управляющие алгоритмы.

Система управления движением скоростного судна строится в соответствии с принципами функционирования ИСУ, что означает наличие верхнего уровня, реализуемого в виде системы принятия решений, и нижнего исполнительного уровня — совокупности локальных систем управления (ЛСУ). Информация о состоянии объекта и уровне внешних возмущений поступает с системы сбора и обработки информации. Система визуализации движения судна обеспечивает удобное представление информации оператору. Подводя итог вышесказанному, можно предложить ИСУ движением скоростного судна, структура которой представлена на рис.1. Количество локальных систем определяется режимами движения объекта управления

Многим из скоростных судов характерна структурная неустойчивость (имеются собственные числа системной матрицы объекта с положительным знаком, к ним относятся СПК с глубокопогруженными крыльями) или слабо-демпферная колебательность СВП, функционирование таких судов невозможно без локальной системы автоматической Система

стабилизации даже в нормальных эксплуатационных условиях.

Аварийные ситуации часто происходят, когда параметры движения выходят за предел некоторой области. В данной работе, в качестве системы принятия решений рассматривается противоаварийная система, которая непрерывно осуществляет контроль над параметрами движения системы

принятия решений

ЛСУ1 ЛСУ2

[

Информационно-1 измезительная | _система !

О.

Объект

Система визуализации

Человек-оператор Рисунок 1. Структура ИСУ движением скоростного судна

и обеспечивает управление в аварийных ситуациях. Локальные системы - системы стабилизации параметров движения. Естественно, безопасность движения судов возможна лишь при координированной работе системы стабилизации и противо-аварийной системы

Объект нашего исследования- судна на воздушной подушке и судна на подводных крыльях. При проектировании систем управления их движением используется унифицированная модель вида

•

X = АХ(1) + Д8(0 + и<0; или

• Х1 а\\ а,2(х2) - - Х1 >Л\ 1>\2 »'КО"

• ¿22 >«<2(0

х2 а21 а22(х2) - - х2 Ьц +

• х3 -§2. 0

х3 1 0 0 0 0 0

_х4_ 0

•

х4_ 0 «42 «43 0 0 0 _

где переменные состояния обозначены в соответствии с таб.1

°11> а21> а42> а43> ^П' ^12» ^22~ постоянные коэффициенты;

а12(х2)< а22(х2)~ переменные коэффициенты; б], 82- управляющие воздействия (углы перекладки рулей, разворота закрылков крыла, изменение силы плавучести);

№](/), и'2(()- возмущающие момент и сила, которые создает на корпусе ветро-волновой процесс.

Таблица 1. Обозначение кинематических параметров движения.___

Переменные состояния х2 А'з х4

Кинематические параметры горизонтальной плоскости И у р ф

Кинематические параметры вертикальной плоскости а у?

Во второй главе «Синтез локальной системы управления движением скоростных судов» рассматриваются методы синтеза локальной системы стабилизации. Предложен алгоритм синтеза на основе решения непрямой квадратичной задачи.

Система стабилизации скоростных судов относятся к классу многомерных систем, при синтезе которых используется аппарат оптимального или модального управления.

Преимущество первого подхода заключает в оптимальности управления, однако, неопределенность динамических характеристик синтезируемой системы, а также сложность при выборе весовых коэффициентов делает его малоэффективным для синтеза системы стабилизации скоростных судов, которые в силу особенности своей динамики имеют малый запас устойчивости и требуют плавного, гладкого, бесколебательного переходного процесса. Кроме того, система стабилизации должна ответить ряду других условий, которым можно удовлетворить надлежащим выбо-

ром собственных частот замкнутой системы.

Известные автором работы алгоритмы модального управления позволяют устранить неопределенность динамических характеристик синтезируемой системы, однако, они присущие те или иные недостатки, заключающие либо в негарантиро-ванности оптимального управления, сложности при выборе параметров, невозможности распределения нагрузки между управляющими воздействиями, или невозможности реализации произвольного расположения частот системы. В работе предлагается следующая постановка задачи синтеза линейных регуляторов по заданным собственным частотам, позволяющая устранить перечисленные недостатки.

Непрямая квадратичная задача

Известно, что для динамического объекта

Х(?) = АХ(0 + Ви(1),Х е Я",II е Лг. динамика оптимальной системы со среднеквадратичным критерием

00

J = 0.5¡(Xт\xX + Uт%uU)dt описывается сопряженной системой дифференциаль-0

ных уравнений 2п - порядка вида

•

X = АХ + Вк~хВТ\г, у = \хХ - Ату;

где А, В- матрицы постоянных коэффициентов линейной модели управляемого объекта.

Данная система имеет характеристический полином, определяющийся по формуле

¿л[р1 - п] = <1е1

р! -А - Вк~хВт

= П(/>-Л)(/>-А+)

(1)

где, П =

А Вк1хВт

-А'

Хх р1 + А - матрица параметров сопряженной системы и

Р1 - корни с отрицательной вещественной частью, р* - симметричны р, относительно начала комплексной плоскости.

Выражение (1) устанавливает связь между параметрами управляемого объекта, а также матриц весовых коэффициентов Хх и Хи с собственными частотами замкнутой системы, на его основе предполагается алгоритм непрямой квадратичной задачи.

• задаются собственные частоты замкнутой системы

• назначается положительно определенная матрица Хи с учетом распределения нагрузки между управляющими воздействиями.

• на основании выражения (1) составляем систему из п алгебраических уравнений с п неизвестными - весовыми коэффициентами Хх. Данная система является нелинейной из-за взаимного произведения весовых коэффициентов, что в общем случае то же приводит к множественности решения.

• поставляем найденные весовые коэффициенты в уравнение Риккати

КА + АТК - КВки~хВтК + Хх = О

• находим требуемый регулятор по известной формуле:

• управляющее воздействие находится по формуле:

и = - \и~1ВтКХ

Регулятор, синтезированный описанным алгоритмом, обеспечивает

• заданный характер переходного процесса

• простоту распределения нагрузки между управляющими воздействиями и

позволяет

• определиться с оптимальностью процессов управления Таблица 2.Результаты синтеза системы стабилизации СПК

Выб. частоты -39 -16 -0.7 -0.37

Хц 1 1

1 Хх 0.947е-2 0.2518 -0.2337е-1 -0.1039е-1

Расч. частоты -39 -16 -0.7 -0.37

С -0.0295 0.0510 -1.1122 -0.0454

0.0130 0.0010 0.4597 0.0192

2 ** -0.1753е-1 2.3627 -40.0070 3.9749

Расч .частоты -39 -16 -0.7 -0.37

й -0.059 1.3797 -3.9443 -1.8630

-0.1453 -0.5124 -4.9184 0.7784

3 Хх -2.1485 168.984 -1.2650 -0.8559е-2

Расч.частоты -39 -16 -0.7 -0.37

О 0.81 5.1032 -0.4672 -0.0189

-0.4116 6.6102 0.1686 0.0736

4 ^ 0.4565 -34.7027 661.1448 -0.9882е-2

Расч.частоты -39 -16 -0.7 -0.37

в -0.6236 -2.8058 -21.7767 0.0301

0.2309 -4.8098 13.2798 0.0821

Таблица 3.Результаты синтеза системы стабилизации СВП

К 1 1

Выб.соб.частоты -0.25 -0.25 -0.25 -0.25 -0.25

1 К 0.9697 -1.5480 1.4319 0.1738е^ 0.2238е-6

а 1.0253 -2.0138 2.0918 -0.0058 -0.0003

0.6963 -0.6343 0.7953 -0.0073 -0.0004

Рас.соб.частоты -0.2503+ 0.0002] -0.25030.0002] -0.2499+ 0.0004] -0.24990.0004] -0.2496

2 К 0.9608 -0.5719 0.4530 0.1741е-4 0.2241е-6

О 0.9625 -1.4979 1.5528 -0.0060 -0.0003

0.7407 -1.0529 1.1843 -0.0072 -0.0004

Рас.соб.частоты -0.2502 -0.2500+ 0.0002] -0.25000.0002] -0.2499+ о.ооо и -0.24990.0001]

Результат синтеза систем наглядно показывает эффективность предложенного алгоритма, синтезированные системы имеют желаемые полюса, переходные процессы получились плавными.

а Ь

Рисунок 2. Изменения координат центра масс скоростных судов

a. Судно на подводных крыльях (движение в вертикальной плоскости)

b. Судно на воздушной подушке (движение в горизонтальной плоскости)

В третьей главе «Противоаварийное управление скоростными судами» рассматривается алгоритм управления движением скоростных судов в аварийных ситуациях с использованием нейронных сетей. Разработана структура двухуровневой системы управления их движением. Исследуется взаимовоздействие противоава-рийной системы с локальными системами.

Проблема возникновения аварийных ситуаций непосредственно связана с проблемой устойчивости рассматриваемых объектов. Контролируемое прямолинейное движение, развороты, циркуляции и другие виды глубокого маневрирования возможны только в том случае, если объект (а в автоматическом управлении - система управления в целом) обладает достаточным запасом устойчивости. Нарушение устойчивости ведет к неконтролируемому движению, самопроизвольным разворотам, опрокидыванию и другим аварийным ситуациям.

В работе применяется способ управления устойчивостью, который заключается в постоянном контроле кинематических параметров движения скоростных судов, с целью не допустить выхода переменных состояния за пределы области устойчивых движений исследуемого объекта. Сущность предлагаемого подхода к построению алгоритма управления движением скоростных судов в ава-

рийных ситуациях состоит в следующем:

• построение области устойчивости;

• формирование управляющих воздействий;

• прогнозирование значения векггора состояния исследуемого объекта на время Т вперед;

• в случае если значение вектора состояния входит в область устойчивости, сформированные управляющие воздействия подаются на исполнительные органы. В противном случае производится повторное формирование. После заданного числа безуспешных попыток вырабатывается сигнал реконфигурации, расширяющей области устойчивости с целью удержания вектора состояния в данной области.

Основной задачей при построении алгоритма управления движением скоростного суда в аварийных ситуациях является определение области устойчивости. Данная задача традиционно решается путем построения фазового портрета системы с последующим выделением в нем области устойчивости. Однако метод фазовых портретов эффективен лишь для систем невысокого порядка (3 или меньше).

Иной способ определения области устойчивости нелинейной системы предлагает использовать метод функции Ляпунова. Главным достоинстеом этого способа является представление области устойчивости в математической форме, что очень удобно при расчетах. Однако вторая теорема Ляпунова выражает лишь достаточное условие устойчивости. Это означает, что область, выделенная функцией Ляпунова, может быть уже, чем действительная.

В данной работе предлагается использовать многослойных нейронных сетей (МНС) для решения данной задачи. Главные преимущества применения МНС состоят в следующем:

• МНС может аппроксимировать любую непрерывную функцию с любой точностью, зависящей от числа слоев и числа базовых процессорных элементов (БПЭ) в слоях.

Данное свойство освобождает нас от необходимости построения фазовых пространств, выбора функции Ляпунова и применено для систем высокого порядка, такими являются системы управления движением скоростных судов в частности и морских подвижных объектов в целом.

• МНС обладает высокой помехоустойчивостью, что повышает вероятность правильного оценивания аварийной ситуации.

• МНС обладает высокой структурной устойчивостью, отказ определенных БПЭ не повлияет на работоспособность нейронных сетей (НС) в целом.

• программный аппарат для исследования НС достаточно развит в прикладном пакете MATLAB(Neural Network Toolbox).

• несомненным достоинством НС является её способность к обучению, которая позволяет в процессе функционирования, на основе собранных данных осуществлять коррекцию границ области устойчивости системы.

Применение НС предлагает решение следующих задач

• формирование обучающего множества

• выбор структуры и типа НС

• выбор метода и алгоритма обучения.

• тестирование полученных НС.

Важный вопрос при применении НС состоит в формировании обучающих данных. В нашем случае обучающими данными являются пары вектора состояния Х(0) и величины У, характеризующей сходимость переходных процессов динамической системы, описываемую уравнениями

X = F(X,U,w) U = f(G,X)

Согласно Ляпунову, под областью устойчивости движения этой системы будем понимать часть пространства состояния S, такую, что:

VX(0) е S иг4Г(Х(0),г)-Х0!: 0при? -> оо (2)

Здесь: Х(0) - начальное состояние системы

Xq- устойчивое состояние равновесия системы.

Для скоростных судов, движение которых подвергается постоянному возмущению устойчивое состояние равновесия Х0 заранее трудно определить (движение с дрейфом или дифферентом). Поэтому прямое применение формулы (2) затруднительно. Однако, для скоростных судов верным признаком устойчивости движения является приближение угловой скорости (рыскания, килевой качки) к нулю. Поэтому, вместо (2) можно использовать следующую формулу: lim | to(X(0), t)2 ) -» 0 при / ->оэ.

На практике можно использовать

ш(Х(0),/)2 < q при г > Т (3)

для достаточно-малого q и достаточно-большого Т

Переменные состояния реальных технических объектов в отличие от их математических моделей в силу конструктивной и динамической особенности могут изменяться лишь в ограниченных пределах. Таким образом, точки устойчивого движения должны удовлетворять и неравенству:

xlm'm -xi— xi щах (4)

Проверка условий (3,4) проводится путем моделирования на компьютере. При выполнении присвоим У = 0, в противном случае Y = 1. Совокупность { } образует обучающие данные для НС.

На рис.3 представлен выход НС, определяющей область устойчивости системы стабилизации для устойчивого и неустойчивого движения. Можно заметить, что на всей протяженности процесса выход НС сохраняется почти неизменным, имея значение 0 и 1 при устойчивом и неустойчивом процессе соответственно. Таким образом, НС хорошо аппроксимирует область устойчивости.

Алгоритм определения аварийных ситуаций с использованием НС пред-стаилен на рис. 4. Данный алгоритм работает следующим образом:

Данные (вектор переменных состояния Х0) с датчиков состояния поступают на вход аппроксимирующей МНС, в зависимости от нахождения данного состояния в области или нет, выход МНС будет 0 или 1.

Если выход имеет значение 0, радиус-вектор Х0 увеличивается, пока выход МНС имеет значение 1. В противном случае, когда выход имеет значение 1, ради-ус-иектор Х0 уменьшается, пока выход МНС имеет значение 0.

и

-5-?

в 10 12

■■■г-

-■-:.....

^......-I.........:--

ц нвйрониоЛ сети (м№1т)

! ! 1 ..........]...........Г................

.........1...........!...................

..........1...........1..........1...........

а Ь

Рисунок З.Выход НС, определяющей область устойчивости системы стабилизации СПК

а — устойчивый переходный процесс; Ь - неустойчивый переходный процесс.

Далее осуществляется процесс итерации, пока расстояние между точками, где выход МНС есть 0 и 1 становится меньшим заданной величины. Таким образом, определяется радиус-вектор, соответствующий границе области устойчивсли. Авария происходит когда, модуль текущего вектора превышает модуль соответствующего радиус-вектора.

Функциональная схема и алгоритм функционирования двухуровневой системы аварийного управления движением скоростных судов, построенная на основе использования МНС представлены на рис. 5,6 соответственно.

Блок банк НС содержит МНС, аппроксимирующие области устойчивости соответствующие режимам и алгоритм определения аварийной ситуации(см рис.4), банк регуляторов содержит регуляторы соответствующие режимам. Входными параметрами данной системы являются значения кинематических параметров рассматриваемою вида движения скоростных судов. Информация от датчиков кинематических параметров (Д) поступает через аналого-цифровой преобразователь в виде значений вектора состояния X и вектора, управляющих воздействий в бортовую цифровую вычислительную машину (ЦВМ), в которой заложены МНС, аппроксимирующие области устойчивости. Анализируя полученные значения переменных состояния, ЦВМ на основе МНС определяет факт нахожде ния в области устойчивости в пространстве переменных состояния. Если данное состояние находится внутри области устойчивости, то система работает в нормальном режиме (режим стабилизации). Если система выходит за пределами области выходной сигнал МНС осуществляется передача управления на блок аварийного управления.

Рисунок 5. Двухуровневая система аварийного управления движением скоростных судов

Рисунок 6. Алгоритм функционирования двухуровневой системы управления движением скоростных судов

Х(1): текущий вектор состояния; Х(|+Ю): прогнозируемый вектор состояния N1: число неудачных попыток;М0 заданное число неудачных попыток Б: область устойчивости; ИО: исполнительные органы;Т0 : заданное время

Блок аварийного управления (БАУ) сформирует аварийные управляющие воздействия и состоит из следующих модулей (см рис.7):

• блок "модуль М" - формирование вектора состояния на время Т вперед. В этом модуле заложена нелинейная модель объекта, осуществляющая формирование вектора состояния на время Т вперед.

• блок "генератор и" - формирование аварийных управляющих воздействий.

• блок "банк НСь "- содержит МНС, аппроксимирующие области устойчивости и алгоритм определения аварийной ситуации.

• блок "банк НСс "— содержит МНС, работающую как ассоциативная память, вырабатывающая аварийные управляющие воздействия.

• БД- база данных.

• Д1- содержит текущий вектор состояния.

• Счетчик, логические устройства ЛУ1 (НЕ-элемент), ЛУ2 (И-элемент).

При получении сигнала передачи управления в БАУ осуществляется запуск генератор и, который случайным образом выдает управляющие воздействия на вход блока М,

запуск ^—

Ю

К

БД

ИО

генератор

и

и(1)

Д1

Х(1)

нелинейная модель М

| Х(1+Т)

банк НСь

ЛУ1

X

сброс

одно временно с Д| подается текущий вектор состояния.

Блок М осуществляет формирование вег.гора состояния на время Т вперед. Выход с М подается на вход МНС, которое определяют области устойчивости. Если будущий вектор попадает в область устойчивости, ЛУ | выдает сигнал 0, который сбросит счетчик, остановит работу геигратора и,

тем самым ____

фиксируя значен ие 'удач- РисУН0К 7- Функциональная схема блока аварийного управления

ны:с' управляющих воздействий, возвращающих вектор состояния в устойчивую область.

3_£

ЛУ2

"Т

СР

обучающий УУ .

алгоритм -

1 Т'

банк НСо

Пара вектора начального состояния и вектора 'удачных' управляющих воздействий вносится в базу данных БД, которая используется для обучения банк НС,;, которая в дальнейшем, работая в режиме ассоциативной памяти (пунктирные линии) формирует 'удачные' управляющие воздействия в аварийных ситуациях, используя вектор начального состояния в качестве входа.

Одновременно отпирается ключ К, пропускающий управляющие воздействия к исполнительным органам (ИО). С этого момента движение объекта происходит по его собственной динамике. Через определенное время, когда вектор состояния системы вошел в область устойчивости выход НС верхнего уровня (см рис.8а) имеет значение 0, этот сигнал поступает на устройство переключения, которое передает управления на регулятор Р;. В дальнейшем, система работает в режиме автома гиче-ской стабилизации.

Когда выход ЛУ1 имеет значение 1, происходит повторный запуск генератор и, при достижении заданного числа безуспешных попыток ЛУ2 вырабатывает сигнал изменения режима (реконфигурации) СР с целью расширения области устойчивости. Осуществляется изменение режима движения или переключается на другой регулятор (см рис.8Ь). Изображающая точка, находясь в расширенной области устойчивости, двигается в начало координат автоматически.

'-15 " -1С 5 0 5 ю" '15 -16 ' " 10 " 5 0 1 П ........ IV

Ч^град) 1Г<град}

а Ь

Рисунок 8.Фазовые траектории при аварийном управлении

a. Изменение принципа управления.

b. С расширением области устойчивости.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе получены новые и практически значимые результаты:

1. Предложена двухуровневая структура системы управления движением скоростных судов, обеспечивающая повышенную безопасность и устойчивость движения благодаря:

- локальной системе стабилизации на траектории (плавание по безопасному маршруту);

- системе предотвращения аварий.

2. Предложен алгоритм синтеза систем стабилизации на основе непрямой квадратичной задачи, свободный от недостатков существующих алгоритмов, :<ото-рый одновременно обеспечивает повышенную устойчивость.

3. Структура и алгоритм функционирования системы противоаварийного управления с использование нейросетевых технологий. Использование НС позволяет фиксировать момент выхода за пределом области устойчивости. Своевременное обнаружение признака аварии позволяет оперативно возвращать объект обратно, минимизировав время его пребывания вне области устойчивости.

Система, построенная таким образом, позволяет повысить эффективность аварийного управления за счет самообучения, т.к. система запоминает "удачные попытки" и мгновенно выдает их, минуя предварительное моделирование.

СПИСОК ОСНОВНЫХ ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ.

1. Лукомский Ю.А. Использование нейросетевых технологий при построении систем управления движением скоростных судов [Текст]/Ю.А. Лукомский, Ле Тхань Тунг, А.Г. Шпекгоров //Изв. СПбГЭТУ «ЛЭТИ». - 2006,- Вып. 1 Сер. Автоматизация и управление. - С. 14-18.

2. Шпекгоров А.Г. Организация двухуровневой системы управления движением скоростного судна [Текст] / А.Г. Шпектров, Ле Тхань Тунг// Гироскопия и навигация: Материалы 8 -й науч.-техн. конф. молодых ученых, г. С-Петерб., 14-16 марта 2006 г. - СПб.: ГНЦ РФ - ЦНИИ «Электроприбор».- № 2 (53). - С.93

3. Шпекторов А.Г. Синтез многоканальных регуляторов по заданным частотам [Текст] / А.Г. Шпектров, Ле Тхань Тунг// Гироскопия и навигация: Материалы 8 -й науч.-техн. конф. молодых ученых, г. С-Петерб., 14-16 марта 2006 г. - СПб.: ГНЦ РФ - ЦНИИ «Электроприбор».- № 2 (53). - С. 107

Подписано в печать 27.03.07. Формат 60*84 1/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ 9.

Отпечатано с готового оригинал-макета в типографии Издательства СПбГЭТУ "ЛЭТИ"

Издательство СПбГЭТУ "ЛЭТИ" 197376, С.-Петербург, ул. Проф. Попова, 5

СОКРАЩЕНИЯ И УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ.

1. ИЕРАРХИЧЕСКАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНЕМ СКОРОСТНЫХ СУДОВ.

1.1. Обоснование структуры иерархической системы управления движением скоростных судов.

1.2. Математические модели движения скоростных судов

1.3. Унифицированная математическая модель скоростных судов.

Выводы по I главе.

2. СИНТЕЗ ЛОКАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ СКОРОСТНЫХ СУДОВ.

2.1. Математическая формулировка задачи синтеза.

2.2. Непрямая квадратичная задача.

2.3. Синтез системы стабилизации вертикального движения

СПК с глубокопогруженными крыльями.

2.4. Синтез системы стабилизации СВП на заданной траектории

2.5. Сравнительная характеристика различных алгоритмов синтеза по заданным собственным частотам.

Выводы по II главе.

3. ПРОТИВОАВАРИЙНОЕ УПРАВЛЕНИЕ СКОРОСТНЫМИ СУДАМИ.

3.1. Сравнительный анализ алгоритмов аварийного управления движением скоростных судов.

3.2. Алгоритм управления движением скоростных судов в аварийных ситуациях с использованием нейронных сетей.

3.3. Взаимодействие противоаварийной системы с локальными системами.

Выводы по III главе.

Развитие мирового судостроения и судоходства непрерывно связанно с обеспечением безопасности плавания. Несмотря на усовершенствование технологий судостроения, внедрение на судах вычислительной техники, современных навигационных приборов и систем, а также других средств автоматизации, суда и корабли погибали и продолжают погибать. Более того, настораживает и тот факт, что ежегодная гибель кораблей и судов мирового морского флота имеет весьма устойчивую тенденцию и составляет за период с 1986 по 2001 год в среднем около 180 кораблей и судов из состава действующего мирового фло-та[80,81].

Неудовлетворительное положение дел с аварийностью на судах настоятельно требует поиска новых подходов к обеспечению безопасности мореплавания. Различным аспектам таких подходов посвящены исследования отечественных специалистов, опубликованные в последние годы [1,2,3,6,21,60,72]. Одним из таких подходов является разработка специальных бортовых систем обеспечения безопасности[60].

Обеспечение безопасности представляет собой комплекс мероприятий различного уровня, определяемых в первую очередь структурой опасностей или аварийных ситуаций.

Объектом исследования в работе являются скоростные суда. Значительную часть скоростного флота представляют суда с динамическими принципами поддержания: суда на воздушной подушке (СВП) амфибийного и скегового типа, суда на подводных крыльях (СПК), корабли-экранопланы. Кроме того, к скоростным судам и относятся катера, глиссеры, катамараны, суда с механизированным днищем, а также крупные корабли преимущественно боевого назначения, скорость которых обеспечивается за счет мощности двигательной установки.

Анализ отечественного и зарубежного опыта эксплуатации позволяет объединить причины всех аварийных ситуаций в четыре группы[30,55]:

• навигационные:

- гидрографические особенности, навигационное обеспечение и загрузка трассы движения;

- гидрометеорологические условия плавания;

- загрязненность пути плавающими предметами и ледовая обстановка.

• неисправности и повреждения корпуса и технических средств:

- выход из строя главных двигателей;

- разрушение или потеря одного из движителей;

- отказы навигационного комплекса;

- отказы систем управления движением и техническими средствами.

• ошибочные действия личного состава.

• пожары и взрывы.

Скоростные судна по-разному подвергаются авариям. Статистика показывает, что СВП в большей степени подвержены навигационным авариям. Случаи опрокидывания СВП составляют 27.8 % от общего числа аварий СВП, тогда как случаев опрокидывания СПК не зарегистрировано. Одной из причин опрокидывания СВП является затягивание гибкого ограждения под корпус при больших углах дрейфа. Навигационные аварии возникают, как правило, в результате действия совокупности обстоятельств (факторов), различных по своему характеру: технических, организационных, психофизиологических, метеорологических и других. Практика показывает, что большинство навигационных аварий невозможно предотвратить при помощи конструктивных мероприятий, поэтому основным направлением повышения навигационной безопасности является создание или улучшение систем и средств автоматического управления судами.

Большинство аварий второй группы можно предотвратить путем повышения надежности конструкции и использованного оборудования. То же самое можно сказать об авариях четвертой группы. Кроме того, анализ имеющихся статистических данных [55] показывает, что неисправности технических средств не приводили к гибели судов, а выводили их из действия на различные сроки в зависимости от масштабов повреждений. Что касается первых двух видов можно определенно сказать, что создание и улучшение систем и средств автоматического управления судами играет не последнюю роль в обеспечении их безопасности. Применение новых способов управления позволяет предотвратить попадание судов в затруднительные ситуации, когда под действием внешних воздействий происходит разрушение конструктивных элементов корпуса или опрокидывание (положение лагом к волне, движение СВП с большим углом дрейфа, приводящее к зарыванию с последующим опрокидыванием).

К основным причинам неправильных действий личного состава относятся [30,55]:

- недостаточная подготовленность личного состава к правильной эксплуатации судов и технических средств, в частности, незнание их динамических особенностей, характера взаимодействия с окружающей средой и предельных возможностей их использования.

- недостаточно достоверный контроль состояния технических средств, а также нерегулярный характер их проведения.

- утомленность личного состава особенно при движении в штормовых условиях.

- быстротечность процессов, ограниченные возможности человека в восприятии поступающей информации и вырабатывании ответных действий.

- стрессовые ситуации.

Анализируя данные причины можно отметить что, для предотвращения аварии данной группы наряду с повышением подготовленности личного состава, улучшением условия эксплуатации необходимо привести человеческого фактора к минимуму. Естественным путём выхода из сложившихся ситуаций является создание противоаварийной системы с применением вычислительной техники, способствующей вырабатывать сигналы управления практически мгновенно.

Многим из скоростных судов характерна структурная неустойчивость имеются собственные числа системной матрицы объекта с положительным знаком, к ним относятся СПК с глубокопогруженными крыльями) или слабодемпферная колебательность СВП, функционирование таких судов невозможно без локальной системы автоматической стабилизации даже в нормальных эксплуатационных условиях. Естественно, безопасность движения судов возможна лишь при координированной работе системы стабилизации и противо-аварийной системы.

Таким образом, задача установки локальной и противоаварийной систем, а также координации их совместной работы является актуальной.

Рассмотрение существующих систем управления СВП и СПК[55] позволяет делать следующие выводы:

• на большинстве из них применяется одноуровневая структура, при которой практически все функции управления движением выполняются одним человеком - оператором. Такая структура, повышая оперативность в принятии и отработке решений по управлению движением, повышает психофизиологическую нагрузку и утомляемости оператора - водителя, что влияет на безошибочность управления и, следовательно, на безопасность движения судов.

• исследованы алгоритмы управления в аварийных ситуациях, однако, в качестве одних из признаков аварийных ситуаций рассматриваются предельные значения параметров движения. В тоже время, известно, что авария может и происходить при сочетании параметров, каждый из которых не превышает своего предельного значения.

Целью настоящей диссертационной работы является формирование структуры и алгоритмов двухуровневой системы управления скоростными судами, обеспечивающей повышение безопасности и устойчивости движения

Разработка поставленной задачи в диссертационной работе потребовала решения основных вопросов:

1. Разработка структуры иерархической системы управления движением скоростных судов.

2. Синтез локальных систем управления движением СПК и СВП.

3. Разработка структуры противоаварийной системы с использованием многослойных нейронных сетей.

Это определило содержание и структуру диссертации.

В первой главе обосновывается общая структура иерархической системы управления. Рассматриваются математические модели и режимы движения скоростных судов. В результате предлагается двухуровневая структура системы управления движением, состоящей из локальных систем на исполнительном уровне и противоаварийной системы на стратегическом уровне.

Вторая глава посвящена алгоритмам линейного синтеза локальных систем. Предлагается алгоритм непрямой квадратичной задачи. Проверка предлагаемого алгоритма на примерах синтеза систем стабилизации СПК в вертикальной плоскости и СВП на заданной траектории подтверждает его эффективность.

В третьей главе осуществляется исследовательское проектирование противоаварийной системы. Обосновывается применение многослойных нейронных сетей в задаче определения области устойчивости движения. В итоге предлагается структура противоаварийной системы с использованием МНС. Данная глава завершается примером противоаварийного управления для СПК.

Основные результаты работы сводятся к следующему:

Теоретические результаты работы.

1. Предложена двухуровневая структура системы управления движением скоростных судов, обеспечивающей повышенную безопасность и устойчивость движения, особенность которой заключается в наличии на 1-м уровне системы стабилизации кинематических параметров движения (для горизонтального движения - системы стабилизации судна на безопасном маршруте) и системы противоаварийного управления, находящейся на втором уровне.

2. Сформулирована и решена непрямая квадратичная задача, совмещающая в себе достоинства модального синтеза многоканальных систем управления с возможностью достижения оптимального управления движением скоростных судов.

Установлено, что при синтезе системы стабилизации движения скоростных судов, имеющих малый запас устойчивости из-за отсутствия или ослабленного контакта с опорной поверхностью целесообразно применить алгоритм непрямой квадратичной задачи, обеспечивающий расширенную область устойчивости.

3. Обоснована структура противоаварийной системы управления, особенность которой заюпочаетмя в использовании МНС для решения задачи определения области устойчивости движения, а также в качестве ассоциативной памяти при выработке аварийных управляющих воздействий. Преимущество применения МНС по сравнению с традиционными подходами заключает в применимости для систем высокого порядка и возможности уточнения границы области устойчивости на основе эксплуатационных данных. Способности НС запоминания и мгновенно выработки "удачных" управляющих воздействий в аварийных ситуациях приводят время пребывания вне области устойчивости к минимуму.

Практические результаты работы.

1. Разработаны программы, позволяющие проводить моделирование и анализ движения скоростных судов.

2. Разработаны программы, использованные при разработке противоава-рийной системы на основе нейросетевых технологий.

3. Разработана структура системы противоаварийного управления, повышающая эффективность аварийного управления за счет самообучения нейронных сетей.

4. Разработана структура двухуровневой системы управления, обеспечивающая повышенную безопасность и устойчивость движения.

Использование результатов работы.

Разработанные в диссертации методы и модели и разработанный для них пакет прикладных программ используются в Санкт-Петербургском электротехническом университете при проведении научно-исследовательских работ.

В учебном процессе результаты диссертации используются на кафедре корабельных систем управления СПбГЭТУ при преподавании студентам 5 курса учебной дисциплины « Системы управления морскими подвижными объектами».

Основные научные положения и результаты диссертации докладывались на научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава СПбГЭТУ 2006-2007 года, на конференциях «Навигация и управления движением» 2006-2007 годов, опубликованы в 3 печатных работах.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Александров М.Н. Безопасность человека на море.- Л.: Судостроение, 1983.

2. Александров М.Н. Судно, море, человек // Судостроение.-1988.- №9.- С.8-10.

3. Аксютин Л.Р. Борьба с авариями морских судов от потери остойчивости.-Л.: Судостроение, 1986.

4. Амбросовский В.М., Белый О.В., Скороходов Д.А., Турусов С.Н. Интегрированные системы управления технических средств транспорта. СПб.: Элмор, 2001.

5. Анучин О.Н., Емельянцев А.Г. Интегрированные системы ориентации и навигации для морских подвижных объектов, СПб: ГНЦ РФ ЦНИИ «Электроприбор», 2003.

6. Барановский MJE. Безопасность морской перевозки навалочных грузов.- М.: Транспорт, 1985.

7. Баутин Н.Н. Поведение динамических систем вблизи границ области устойчивости." М.: Наука, 1984.

8. Баутин Н.Н., Леонтович Е.А. Методы и приемы качественного исследования динамических систем на плоскости.- М.; Наука, 1990.

9. Бахвалов Н.С. Численные методы.- М.: Наука, 1975.

10. Белый О.В., Сазонов А.Е. Информационные системы технических средств транспорта. СПб.: Элмор, 2001

11. Бенуа Ю.Ю., Дьяченко В.К., Колызаев Б.А. и др. Основы теории судов на воздушной подушке.-Л.: Судостроение, 1970.

12. Березин С.Я., Тетюев Б.А. Системы автоматического управления движением судна по курсу.- Л: Судостроение, 1990.

13. Бородай Н.К., Нецветаев Ю.А. Мореходность судов. Л.: Судостроение, 1982.

14. Веприк В.Г., Лукомский Ю.А. Адаптивный регулятор для управления устойчивостью подвижных объектов // Известия ЛЭТИ.- 1989,- Вып, 461.1. С.14-23.

15. Воскобович В.Ю., Лукомский Ю.А., Хабаров С.П. Об определении области устойчивых установившихся движений нелинейной динамической системы в пространстве состояний. // Известия ЛЭТИ.-1976.- Вып. 206. С. 44-47.

16. Гудвин Г.К., Гребе С.Ф., Сальгадо М.Э. Проектирование систем управления. М.: Бином. Лаборатория знаний, 2004.

17. Дмитриев С.П., Пелевин А.Е. Задачи навигации и управления при стабилизации судна на траектории. СПб.: ГНЦ РФ-ЦНИИ «Электроприбор», 2002.

18. Дроздов Н.В., Мирошник И.В., Скорубский И.В. Системы автоматического управления с микро ЭВМ.- Л.: Машиностроение, 1989.

19. Зильман Г.И. Управляемость судов на воздушной подушке: Учебное пособие.- Л.: ЛКИ, 1982.

20. Злобин Г.П. Суда на подводных крыльях и воздушной подушке: (по материалам иностранной печати): Справ, пособие.- Л.: Судостроение, 1976.

21. Зуев В.А., Шпекторов А.Г. Противорезонансное маневрирование судна // Гироскопия и навигация. 2001 - №3. - С.121 -122.

22. Зуев В.А., Шпекторов А.Г. Стабилизация скоростного судна на заданном маршруте// Гироскопия и навигация. 2002 - №3. - С.143 -144.

23. Иванов В.А., Фалдин Н.В. Теория оптимальных систем автоматического управления.-М.: Наука, 1981.

24. Изерман Р. Цифровые системы управления. М.: Мир, 1984.

25. Катханов М.Н. Теория судовых автоматических систем. Л.: Судостроение, 1985.

26. Квакернаак X., Сиван Р. Линейные оптимальные системы управления.-М.:Мир, 1977,

27. Корабельные системы управления и навигации: Сб. ст..- СПб: ТЭТУ, 1993.

28. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике. М.: Наука, 1970.

29. Коробов В.И. Управляемость, устойчивость некоторых нелинейных систем // Дифференциальные уравнения.- 1973.- №4.

30. Корсгашн И.М. Аварии судов на воздушной подушке и подводных крыльях. Л.: Судостроение, 1981.

31. Крылов А.В. Разработка и исследование многофункциональной системы управления движением судна: Автореф. дис. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук (05.13.01) / Санкт-Петербург, техн. ун-т.- СПб., 1991.

32. Кудрявцев В.А., Демидович Б.П. Краткий курс высшей математики.- М.: Наука, 1989.

33. Куо Б. Теория и проектирование цифровых систем управления. М.: Машиностроение, 1986.

34. Лукомский Ю.А., Корчанов В.М. Управление морскими подвижными объектами : Учебник.- СПб.: Элмор, 1996.

35. Лукомский Ю.А., Пешехонов В.Г., Скороход Д.А. Навигация и управление движением судов. СПб.: Элмор, 2002.

36. Лукомский Ю.А., Стариченков А.Л. Общие закономерности и специфические особенности в математических моделях морских подвижных объектов// Гироскопия и навигация.-1997.-№2(17).-С.44-52.

37. Лукомский ЮА, Ле Тхань Тунг, Шпекгоров AT. Использование нейросетевых технологий при построении систем управления движением скоросгньк суда®// Изв. СПбПЭТУ «ЛЭТИ>>2006.СфАвто^^

38. Медведь B.C., Потемкин.В.Г. Нейронные cem(Matlab 6).- М.: Диалог- Ми-фи,2002.

39. Мирошников А.Н. Стандартные методы управления движением судов и кораблей и эволюция методов их решения // Навигация и управление движением, сб. докл. I н-т. Конференции молодых ученых, Санкт- Петербург: ЦНИИ «Электроприбор», 1999-С.143-154.

40. Мирошников А.Н., Румянцев СЛ. Моделирование систем управления технических средств транспорта. СПб.: Элмор, 1999.

41. Метод векторных функций Ляпунова в теории устойчивости./ Под ред. А.А. Воронова и А.М. Матросова.- М.: Наука, 1987.

42. Методы исследования нелинейных систем автоматического управления./ Под ред. РА. Нелепина,- М.: Наука, 1975.

43. Методы классической и современной теории автоматического управления./ Под ред. Н.Д. Егупова. в 3-х т.т2. М.: МГТУ, 2000.

44. Методы классической и современной теории автоматического управления./ Под ред. Н.Д. Егупова. в 3-х т.тЗ. М.: МГТУ, 2004.

45. Методы робасгаого, нейро- нечеткого и адаптивного управления./ Под ред. Н.Д. Егупова. М.: МГТУ, 2001.

46. Михайлова Т.В. Исследование и оценка качества функционирования систем управления движением судна с человеком-оператором: Автореф. дис. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук (05.13.01) / ЛЭТИ им. В.И. Ульянова (Ленина).-Л., 1987.

47. Нейрокомпьютеры в авиации (самолеты) // Нейрокомпьютеры и их применение/ Под ред. А.И. Галушкин М.: Радиотехника, 2004.

48. Осгрем К., Виттенмарк Б. Системы управления с ЭВМ. М.: Мир,1987.

49. Панов А.Ю. Динамика быстроходных судов : Автореф. дис. на со-иск.учен. степ, доктора техн. наук (05.08.01) / СПб ГМТУ,- СПб, 1996.

50. Першиц Р.Я. Управляемость и управление судном. Л.: Судостроение, 1983.

51. Плисов Н.Б., Рождественский К.В. Гидродинамические характеристики крыльевых систем судов с динамическим поддержанием: Учебное посо-бие.-Л., ЛКИ, 1984.

52. Пупков К.А., Фалдин Н.В., Егупов Н.Д. Методы синтеза оптимальных систем автоматического управления. М.: МГТУ, 2000.

53. Семенов В.Н. Об управляемости нелинейных динамических систем // Кибернетика и вычислительная техника.- Киев.- Наукова-думка.-1971.-Вып. 8.-С. 38-40.

54. Скороходов Д.А. Принципы формирования противоаварийныхалгоритмов амфибийных судов на воздушной подушке Сб. научи.трудов. Спец. выпуск, посвященный 70-летию д.т.н., проф. Р. А.Нелепина.- СПб, Пушкин: ВВМИУ, 1998.

55. Скороходов Д.А. Системы управления движением кораблей с динамически-, ми принципами поддержания. СПб.: ГНЦ РФ ЦНИИ «Электроприбор»,2000.

56. Скороходов Д.А., Амбросовский В.М., Антоненко В.М. Вопросы построения систем управления движением / Сб. тр. По управлению движением кораблей и судов М.: ИПУ АН СССР, 1984 - Вып. 11.

57. Скороходов Д.А., Амбросовский В.М., Жуковский С.Г. Система управления движительно рулевым комплексом судна на воздушной подушке. Авторское свидетельство №1152406 от 22.12.84.

58. Справочник по теории корабля. В 3-х т. Т. 3.- Л: Судостроение, 1985.

59. Справочник по теории автоматического управления./ Под ред. А.А. Кра-совского. -М.: Наука, 1987.

60. СтариченковАЛ. Динамическое прогнозирование аварийных ситуаций морских подвижных объектов: Автореф.дис. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук (05.13.14) / ЛЭТИ им. В.И.Ульянова (Ленина).-Л., 1999.

61. Суевалов Л.Ф. Справочник по расчетам судовых автоматических систем. -Л.: Судостроение, 1989.

62. Теория систем с переменной структурой. / Под ред. С.В. Емельянова. М.: Наука, 1970.

63. Терехов В.А., Ефимов Д.В., Тюкин И.Ю. Нейросетевые системы управления // Нейрокомпьютеры и их применение. М.: Радиотехника, 2002.

64. Терехов В.А., Ефимов Д.В., Тюкин И.Ю. Нейросетевые системы управления. М.: Высшая школа, 2002.

65. Ткаченко А.Н. Судовые адаптивные системы управления: Учебное пособие.- Николаев: НКИ, 1982.

66. Фрейдзон И.Р. Судовые автоматизированные электроприводы и системы, -JL; Судостроение, 1980.

67. Фурасов В.Д. Устойчивость движения, оценки и стабилизация.- М.: Наука, 1974.

68. Чаки Ф. Современная теория управления.- М.: Мир, 1975.

69. Черноусько Ф.Л. Оценивание фазового состояния динамических систем.-М.: Наука, 1988.

70. Шлейер Г.Э., Борисов В.Г. Управление движением морских и речных судов: Препринт.- М.: ИПУ, 1981.

71. Шлерлинг М.Г. Система управления судном на воздушной подушке. Авторское свидетельство 1950343/18-24 от 23.07.73.

72. Шпекторов А.Г. Разработка и исследование системы управления движением скоростного судна на безопасном маршруте: Автореф.дис. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук (05.13.01) / ЛЭТИ им. В.И.Ульянова (Ле-нина).-Л., 2003.

73. Шпекторов А.Г., Ле Тхань Тунг. Организация двухуровневой системы управления движением скоростного судна// Гироскопия и навигация, №2(53) Материалы Научно-технической конференции молодых ученых, СПб.:ГНЦ РФ-ЦНИИ «Элекгроприбор».С.93 .реферат доклада.

74. Шпекторов А.Г., Ле Тхань Тунг. Синтез многоканальных регуляторов по заданным частотам// Гироскопия и навигация, №2(53) Материалы Научно-технической конференции молодых ученых, СПб.:ГНЦ РФ-ЦНИИ «Электроприбор»^. 107.-реферат доклада.

75. Юдович А.Б. Предотвращение навигационных аварий морских судов.-М.: Транспорт, 1988.

76. Янушевский Р.Т. Теория линейных оптимальных многосвязных систем управления.- М.: Наука, 1973.

77. Chin- Teng Lin, C.S. George Lee. Neural Fuzzy Systems. Prentice- Hall International. Inc, 1996.

78. Mohammad Т., Keigo W. Intelligent Control Based on Flexible Neural Networks.- Kluwer Academic Publishers Д999.

79. High-speed fleet from Russia. "Military Parade"- Hermes-Soyuz, 1994.

80. International bulkier journal.-1996 -16.- № 6.- P.37-38.

81. International bulkier journal.- 2001 -16.- № 7.- P.73-75.