Авторы: Е.Б.Амбросовская, А.Г. Шпекторов

В работе рассматривается задача моделирования действующих на судно сил и моментов морского волнения для построения алгоритмов управления движением. Показано, что существующие в настоящее время подходы к описанию сил и моментов волнового возмущения обладают определенными недостатками. Предложен альтернативный подход к моделированию волнового возмущения, действующего на судно, при помощи хаотических колебаний, генерируемых в динамических системах типа «хаотический аттрактор». Проанализированы спектральные характеристики морского волнения, предложены критерии для определения диапазона существенных частот спектра сигнала. Для сравнения моделируемого процесса и морского волнения заданной высоты и средней частоты предложено сопоставлять диапазон существенных частот, дисперсию сигнала и характеристики распределения. Рассмотрены известные аттракторы Арнеодо и Чена, исследованы их спектральные свойства, построены фазовые портреты. Предложено использовать одну из фазовых координат аттрактора в качестве величины, моделирующей волновое воздействие. Математическая модель объекта дополнена уравнениями аттрактора, благодаря свойствам которого возникает квазистохастичность процесса. Оценка адекватности предлагаемой модели возмущения выполнена с помощью оценок спектров и распределений. Приведен пример моделирования бортовой качки судна с использованием предлагаемого подхода.

Ключевые слова: морское волнение, качка судна, хаотические аттракторы, математическое моделирование, спектры морского волнения

Для цитирования: 

Амбросовская Е. Б., Шпекторов А. Г. Использование хаотических аттракторов для моделирования воздействия морского волнения на судно // Гироскопия и навигация. Том 30. №2 (117), 2022. C. 81-94. DOI 10.17285/0869-7035.0093.

Английская версия статьи в журнале Gyroscopy and Navigation

Ambrosovskaya, E.B., Shpektorov, A.G. Using Chaotic Attractors to Simulate the Wave Effect on the Ship. Gyroscopy Navig. 13, 110–119 (2022). https://doi.org/10.1134/S207510872202002X