航迹控制系统中的精度控制方法验证

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1、航迹控制系统中的精度控制方法验证上海外高桥造船有限公司摘要：通过对电子海图显示与信息系统及船舶自动舵系统的简述，引出航迹控制系统的组成，对航迹控制系统的控制方式和控制原理进行研究分析。阐述航迹控制系统的2种不同控制方式的优缺点和实现方法及其对目标航迹的跟踪方式。通过理论分析航迹控制系统在直线航行与转向航行时如何进行精度管控，证明航迹控制系统在发展中的理论优势及广阔的发展空间。关键词：航迹控制系统;白动舵;电子海图显示与信息系统;精度控制;作者简介：胡钧（1982-），男，工程师，研究方向为智能船舶实船建造中的系统联合调试VerifyingMethodofAccuracyContro

2、linTrackControlSystemHUJunWUXienShanghaiWaigaoqiaoShipbuildingCo.,Ltd.;Abstract：ThetrackcontrolsystemisintroducedandanalyzedbasedontheElectronicChartDisplayandInformationSystem(ECDIS)andtheautopilot,andthecompositionofcontrolsystemisgiven.Theprincipleandmodeoftrackcontrolsystemareemalyzed.Thea

3、dvantagesanddisadvantagesofthetwomodesoftrackingcontrolsystem,thercalizationmethod,andthetrackingmodeoftargettrackareexpounded.Theoreticalanalysisiscarriedoutonhowtocontrolaccuracyoftrackcontrolsysteminthecourseofstraightandsteeringsailing,andthetheoreticaladvantagesanddevelopmentspaceoftrackc

4、ontrolsystemareproved.Keyword：trackcontrolsystem;autopilot;ECDTS;accuracycontrol;0引言当今世界航运业蓬勃发展，同时也出现了航道拥挤、事故频发等问题，现代船舶的大型化及高速化给船舶航行安全带来了严峻的挑战。电子海图显示与信息系统(ElectronicChartDisplayandInformalionSystem,ECDTS)的出现被认为是继雷达和自动雷达标绘仪(AutomaticRadarPlottingAid,AR-PA)Z后在船舶导航方而又一项伟大的技术革命。ECDIS可以将航行中诸如船位、海况、

5、海域环境与航道信息等一些相当重要的信息集成在一个屏幕上显示，直观的显示方式可以使驾驶员迅速了解重要信息且能及时地做出正确的操船决策，有效地预防各种险情。ECDTS系统与船舶自动舵系统的联动操作相结合，构成另一个重要的系统航迹控制系统(TrackControlSystem,TCS),其功能是帮助船员进行航路的规划和监视，以及船舶航行时航迹的保持。根据国外资料的统计，每年由于船舶碰撞所造成的失事船舶儿乎占船舶事故总数的43%,而碰撞事故有80%以上是人为因素造成的航迹控制系统能有效地减轻船员的负担，提高操船效率，减少人为操作失误导致的事故。但是目前并非所有新造船的船舶所有人会选择TCS

6、,究其原因固然有经济因素的影响，也有对该系统认知度不够、误认为TCS使用不便、安全性不高。伴随着世界整体科技水平的提高，航运业也开始向信息密集型和技术密集型方向发展。一系列现代先进科技设备被应用于船舶制造业，现代船舶就已经具备系统自动化和智能化的能力，如自动舵、自动电站和无人机舱等。通过不断提高航迹控制的精度管控，在今后可能实现航海领域内的无人驾驶。由此可见，船舶自动航行管理将会是FI后航海科研技术的主要研究方向。1航迹控制系统组成TCS是随着船舶自动化程度不断发展而产生的一种新型导航系统，其架构在ECDIS中，通过自动舵系统的控制舵机来改变船舶航向。其系统框图如图1所示。图1TC

7、S框图下载原图TCS整合多方数据信息以控制船舶在一条预设的航线上航行，且在自身船舶特性的条件下克服多种环境因素的影响，并对上述的影响做出补偿以保证船舶沿着预先设定好的轨迹航行。在航行过程中，船员在ECDTS上预先设定好航线，TCS从外部传感器获取船首向、船位、船速等信号，然后由程序计算得出当前航迹和预设航迹之间的偏差，并将计算结果换算成舵令发送至自动舵系统，由自动舵系统来控制航向的调整以确保船舶在规划航线上航行。TCS还能够对诸如洋流、风向等外部干扰因素计算偏航补偿，