КОРРЕКЦИЯ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО МОРСКОГО И РЕЧНОГО ТРАНСПОРТА

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ МОРСКОГО И РЕЧНОГО ФЛОТА имени адмирала С. О. МАКАРОВА»

Е.Н. Андрианов, В.В. Сахаров

Компьютерные моделипортовой перегрузочной техники

Учебное пособие

Санкт-Петербург

2013

УДК

ББК

Рецензент:

Доктор технических наук, профессор

А.А.Сикарев

Е.Н. Андрианов, В.В. Сахаров. Компьютерные модели портовой перегрузочной техники. Учеб.пособие. – СПб.: ФГБОУ ВПО «ГУМРФ имени адмирала С,О, Макарова», 2013.- с.

Рассматриваются компьютерные модели портовой перегрузочной техники, излагаются общие правила выполнения расчетов и моделирования в среде MATLAB. Предлагаются алгоритмы и программное обеспечение для реализации траекторий движения двухзвенного робота-манипулятора, управляемого двумя двигателями. Анализируются модели параметрической оптимизации звеньев манипулятора по минимуму среднеквадратичной ошибки заданной и аппроксимируемой траекторий перемещения груза. Рассматриваются алгоритмы и приводятся файлы с программами для моделирования параметрической оптимизации конструкции подъемного механизма с подвижным цилиндром, оптимизации параметров механизма при сборке узла, оптимизации процесса грузовой обработки судна в порту, оптимизации распределения ресурсов между объектами порта по критерию максимального дохода.

УДК

ББК

Введение

Развитие информационных технологий позволяет использовать их при компьютерном моделировании транспортных процессов, в том числе при оптимизации конструктивных параметров портовых механизмов и режимов работы портовой техники.

Специфика компьютерного моделирования состоит в идентификации траекторных процессов работы портовых механизмов, базирующихся на математической обработке экспериментальных данных, представленных в различных формах.

Для подготовки технических специалистов среда MATLAB является незаменимым инструментом моделирования и исследования прикладных систем. Система MATLAB представляет собой сплав универсальных программных и алгоритмических средств.MATLAB считается одной из популярнейших систем автоматизации математических расчетов, построенная на широком применении матричного аппарата для выполнения вычислительных операций.Наиболее известными направлениями и областями применения системы MATLAB являются математические расчеты.разработка алгоритмов и программных средств, имитационное моделирование, анализ экспериментальных данных, визуализация результатов эксперимента и др. MATLABимеет десяткиматематических пакетов расширения (инструментариев – toolboxes), ориентированных на решение задач в конкретной предметной области.Например, СontrolToolboxпредназначается для анализа и синтеза систем управления, OptimizationToolboxсодержит набор функций для решения задач исследования операций, FuzzyLogicToolboxпредставляет инструментарий для моделирования нечеткихмножеств, NeuralNetworkBlocksetпозволяет описать поведение искусственных нейронных сетей.Приложения, представленные инструментариями FinancialToolbox иFinancialDerivativeToolbox, образуют вычислительную среду для проведения инженерных и аналитических финансовых расчетов (вычисление и анализ цен, портфельный анализ, оценка стратегий хеджирования, расчеты денежных потоков, моделирование и прогнозирование). Пакет StatisticsToolboxориентирован на широкий спектр практических задач. Он содержит инструментарий, позволяющий в полной мере проводить статистические исследования, планировать эксперимент и управлять качеством продукции.

Пакет расширения Simulink в среде MATLABпредназначен для решения задач блочного моделирования динамических систем и устройств. Этот пакет является ядром интерактивного программного комплекса, предназначенного для математического моделирования технологических процессов, линейных и нелинейных систем управления с применением функций других пакетовMATLAB. Популярность пакета определяется простотой и наглядностью составления моделей и их использованием студентами различных специальностей для выполнения курсовых и дипломных работ, а также проведения научных исследований.

Использование системы MATLAB в учебном процессе позволяет расширить связь и реализовать комплексный подход к изучению дисциплин информационного и управленческого циклов с проведением расчетов, закрепляющих знания, полученные студентами на лекционных занятиях, привить необходимые навыки для проектирования и исследования сложных динамических систем.

Основная цель учебного пособия состоит в создании информационного (программного) обеспечения математических моделей оптимизации режимов работы портово-перегрузочной техники, базирующихся на применении вычислительной техники.

Учебное пособие предназначено для студентов факультета портовой техники и электромеханики ГУМИРФ им. адмирала С.О. Макарова.