РОЗВ’ЯЗАННЯ ЗАДАЧІ ОПТИМАЛЬНОГО КЕРУВАННЯ ПОТУЖНІСТЮ ЕЛЕКТРОЕНЕРГЕТИЧНОГО КОМПЛЕКСУ СУДНА

Анотація

Для забезпечення ефективного керування судновою електроенергетичною системою (СЕЕС) при стабілізації руху судна в умовах, які потребують використання динамічного компенсування збурень, зокрема хвиль та вітру, зазвичай реалізують метод динамічної компенсації. При цьому умови вітрових, хвильових навантажень і течій не обмежені. З огляду на тоннаж і конструктивні особливості суден, створення системи керування, інваріантної до збурень, є вкрай складним завданням. Взагалі, глобальна задача оптимізації включає задачі оптимального регулювання пропульсивного комплексу, оптимального керування дизель-генераторами, оптимальне керування СЕЕС за критерієм мінімальної узагальненої роботи та квазіоптимальне регулювання в СЕЕС. Особливості експлуатації пропульсивного комплексу судна значним чином змінюють навантаження на гребні електродвигуни (судновий пропульсивний комплекс), що призводить до необхідності створення спеціальних систем маневрування та керування СЕЕС. Перевагою електричних пропульсивних комплексів, на відміну від дизельних, є можливість гнучкого перерозподілу потужностей між приводними двигунами, висока точність та швидкодія, що є найважливішим фактором для суден з динамічним позиціюванням. При цьому основною задачею такої системи є оптимальне керування за критерієм мінімальної узагальненої роботи. У роботі розглянуто задачу оптимізації роботи дизель-генераторів при обмеженні з боку сталості упору гвинта. Показано, що для забезпечення сталості упору гвинта треба використовувати методи оптимального керування за критерієм максимуму швидкодії. Також проаналізовано гіпотезу опуклості функціонала цілі і керованості обмежень, яка дозволяє реалізувати принцип максимуму Понтрягіна та принцип Белмана і визначити залежність якості регулювання від ресурсу керування. Розв’язання задачі оптимального керування СЕЕС відповідає критерію мінімальної узагальненої роботи, а використання принципу Белмана дозволяє реалізувати в подальшому адаптивний регулятор, що забезпечує мінімальні витрати за керуванням.