МОДЕЛЮВАННЯ ДИНАМІКИ РУХУ МОРСЬКОГО АВТОНОМНОГО СУДНА З АДАПТИВНОЮ КУРСОВОЮ СТАБІЛІЗАЦІЄЮ В УМОВАХ СТОХАСТИЧНИХ ЗБУРЕНЬ СЕРЕДОВИЩА

Анотація

У сучасних умовах цифрової трансформації морських перевезень стрімко зростає інтерес до автономних суден, здатних функціонувати без постійного втручання оператора. Це зумовлює необхідність створення точних математичних моделей, які б відображали вплив змінного морського середовища на динаміку руху автономного судна. Комплексний аналіз такого руху досліджено з урахуванням вітрових навантажень, течій, хвилювання та адаптивного управління, що є ключовим етапом у забезпеченні безпечного, енергоефективного й стабільного руху судна запланованим курсом. У межах цієї роботи було розроблено обчислювальний підхід, який інтегрує рівняння динаміки з сучасними методами симуляційного моделювання. Модель  дозволяє передбачити поведінку судна за реальних морських умов і оцінити ефективність навігаційних стратегій у випадках порушення стабільності руху. У статті також представлено математичну модель руху морського надводного автономного судна у горизонтальній площині з урахуванням дії гідродинамічних, аеродинамічних, стохастичних та керованих факторів. Модель формалізована на основі рівнянь Ньютона – Ейлера та реалізована у середовищі MATLAB/Simulink. Особливу увагу також приділено впливу вітру, течій, хвилювання, а також реалізації PID-регулятора з адаптивною тягою. Застосована модель дозволяє не лише прогнозувати поведінку судна у реальних морських умовах, але й оцінити ефективність навігаційних стратегій у випадках порушення стабільності руху. Проведено симуляційні дослідження сценаріїв руху судна за наявності зовнішніх збурень, що дозволило візуалізувати зміну курсу, поперечної швидкості та траєкторії. Отримані результати засвідчили ефективність впровадженого алгоритму керування, що знижує навігаційну похибку та покращує стабільність руху. Запропонований підхід розширює теоретичну та забезпечує аналітичну основу для створення цифрових двійників автономних морських суден та розробки систем навігаційного контролю у складних морських умовах.