- Tytuł:
- Peculiarities of zigzag behaviour in linear models of ship yaw motion
- Autorzy:
- Artyszuk, J.
- Powiązania:
- https://bibliotekanauki.pl/articles/320462.pdf
- Data publikacji:
- 2016
- Wydawca:
- Polskie Forum Nawigacyjne
- Tematy:
-
zigzag test
ship manoeuvring
steering
Nomoto
linear model - Opis:
-
The present survey, as part of larger project, is devoted to properties of pure linear models of yaw motion for directionally stable ships, of the first- and second-order, sometimes referred to as the Nomoto models. In rather exhaustive way, it exactly compares and explains both models in that what is being lost in the zigzag behaviour, if the reduction to the simpler, first-order dynamics (K-T model) is attempted with the very famous [Nomoto et al., 1957] approximation: T = T1+T2-T3. The latter three time constants of the second-order model, more physically sound, are strictly dependent on the hydrodynamic coefficients of an essential part of the background full-mission manoeuvring model. The approximation of real ship behaviour in either of the mentioned linearity orders, and the corresponding complex parameters may facilitate designing and evaluating ship steering, and identifying some regions of advanced nonlinear models, where linearisation is valid.
As a novel outcome of the conducted investigation, a huge inadequacy of such a first-order model for zigzag simulation is reported. If this procedure is used for determining steering quality indices, those would be of course inadequate, and the process of utilizing them (e.g. autopilot) inefficient.
W artykule przedstawiono analizę krytyczną konsekwencji upraszczania równania liniowego Nomoto drugiego rzędu prędkości kątowej statku do postaci pierwszego rzędu z punktu widzenia symulacji próby wężowej. Stwierdzono nieadekwatność (niezgodność z pierwotnym zachowaniem) zredukowanego modelu przy zastosowaniu klasycznych kryteriów [Nomoto et al., 1957]. Model drugiego rzędu (4-parametrowy) prędkości kątowej bezpośrednio wynika z elementarnego układu dwóch sprzężonych liniowych równań róźniczkowych prędkości kątowej i kąta dryfu — zmiennych opisujących podstawowe ruchy manewrowe statku. Choć dziedziczy ścisłe podstawy hydrodynamiczne, model drugiego rzędu jest wciąż trudny do identyfikacji w oparciu o proste próby manewrowe, m.in. wspomnianą próbę wężową. Tym samym również jego zastosowanie w projektowaniu (manewrowym) statku, okrętowych systemów sterowania, np. autopilotów, i w ocenie właściwości manewrowych statku jest jak na razie ograniczone. Zupełnie odmiennie przedstawia się sytuacja dla modelu pierwszego rzędu (2-parametrowego, tzw. K-T). Model ten jest bardzo popularny i łatwo identyfikowalny. Jednakże jeśli parametry modelu pierwszego rzędu zostały wyznaczone według próby wężowej, to nie można ich wykorzystać w identyfikacji powyższego bazowego układu równań. Z kolei jeśli parametry te zostały określone na podstawie parametrów modelu drugiego rzędu (~ współczynników hydrodynamicznych równań) przy użyciu krytykowanej metody redukcji, to model pierwszego rzędu nie zapewnia adekwatnej symulacji próby wężowej, co ogranicza niektóre jego zastosowania. - Źródło:
-
Annual of Navigation; 2016, 23; 23-38
1640-8632 - Pojawia się w:
- Annual of Navigation
- Dostawca treści:
- Biblioteka Nauki
Artykuł