Design of marine intelligent transport systems based on the performance of information processing devices
Authors: Лукомская О.Ю. , Бородина О.В. , Шаталова Н.В. 
Published: June 2024

Цифровые проекты, к которым относится и проект НТИ «Цифровая верфь», строятся на математических моделях принятия решений по управлению когерентностью движения. Модели по управлению когерентностью движения судов на каналах судопропуска являются предметом исследования. В работе описаны методы современной теории автоматического управления по расчёту критериев абсолютной устойчивости нелинейных систем, а именно метод фазового пространства и метод гармонического баланса. Прибор управления движением судна работает в двух режимах – реальном времени и в режиме счисления. В математической модели движения необходимо заложить разностное уравнение в таком виде, что его можно будет использовать для программирования контроллера вектора направления движения, а именно, путевой вектор смещения: курс и скорость с учётом внешних воздействий. Одноконтурные системы устройств промышленного интернета вещей состоят из нелинейного безынерционного преобразователя и линейной динамической части и обладают единичной отрицательной обратной связью. Вид связи нелинейного безынерционного преобразователя с линейной частью модели влияет на выбор вида корректирующей обратной связи модели. Предложена и доказана способность линеаризации модели расчёта амплитуды преобразователя системы устройств управления на судоходно-шлюзовом канале нейронной сетью. Для детектирования амплитуды гармонического сигнала в предыдущих работах создана сеть Элмана, которым генерируется сигнал входа. Создана искусственная нейронная сеть Хопфилда с четырьмя устойчивыми точками, генерирующая решение модели управления. Решение задачи определения параметров шлюзования или настройки нелинейной части модели выполнено.

Digital projects, which include “Digital Shipyard” project, are built on mathematical models of decision-making for managing motion coherence. Models for managing the coherence of vessel traffic on shipping channels are the subject of research. The current work describes methods of modern automatic control theory for calculating criteria for the absolute stability of nonlinear systems, namely the phase space method and the harmonic balance method. The vessel motion control device operates in two modes - real time and dead reckoning mode. In the mathematical model of movement, it is necessary to include a difference equation in such a form that it can be used to program the controller of the movement direction vector, namely, the displacement path vector: course and speed, taking into account external influences. Single-loop systems of industrial Internet of things devices consist of a nonlinear inertia-free converter and a linear dynamic part and have a single negative feedback. It is the type of connection between the nonlinear inertia-free converter and the linear part of the model influences the choice of the type of corrective feedback of the model. The work proposes and proves the ability to linearize a model for calculating the amplitude of the transducer of a system of control devices on a shipping lock channel using a neural network. To detect the amplitude of a harmonic signal, previous works have created an Elman network, which generates an input signal. In the current work, an artificial Hopfield neural network with four stable points is created generates a solution to the control model. The solution to the problem of determining the gateway parameters or setting up the nonlinear part of the model is been completed.