Aportaciones al análisis de la dinámica de un buque y sus sistemas de gobierno mediante un simulador de navegación

Abstract

Esta Tesis Doctoral se estructura en siete capítulos, cinco apéndices y un capítulo final de bibliografía, de la siguiente forma: · CAPÍTULO I. INTRODUCCION GENERAL Introducción al buque como sistema y descripción de los subsistemas más importantes de los que está dotado e introducción a la utilización de los simuladores navales como herramienta de docencia, entrenamiento y científica. Se realiza la justificación de la utilización de los mismos y su evolución a lo largo del tiempo analizando sus ventajas. · CAPITULO 2. DESCRIPCION DEL SIMULADOR DE NAVEGACION DEL C.A.S.E.M. Se describen los modelos matemáticos utilizados por el simulador y se justifican con los calculados por otros autores. Se describen los parámetros necesarios para simular un nuevo buque y se proporciona la metodología de cálculo para introducir los valores exigidos. Se describen las maniobras típicas a realizar en las pruebas de identificación de los buques de superficie. XXII · CAPITULO 3. DESCRIPCION DE LOS ELEMENTOS DE CONTROL DEL GOBIERNO DEL BUQUE. Se realiza el análisis funcional de los tres tipos de gobierno de los buques, de las situaciones en que se emplea cada uno y se describen internamente los componentes del Sistema de Gobierno, además se realiza la clasificación de los mismos por sus tipos de construcción o funcionamiento y se les caracteriza mediante un modelo matemático simplificado. Se realiza una descripción técnica del funcionamiento de aquellos componentes encontrados en el buque Ciudad de Zaragoza y de aquellos disponibles en el Simulador de Navegación y en el Taller de Sistemas de Gobierno del C.A.S.E.M. · CAPITULO 4. IDENTIFICACION DE LA DINAMICA DE UN BUQUE. Se realiza una pequeña introducción a la teoría de la identificación de sistemas en general y a los sistemas de identificación normalizados para buques reales. Así mismo, se describen las pruebas a realizar en canales de pruebas y se propone la metodología para llevar a cabo la identificación de la dinámica mediante la coordinación de las pruebas reales, a escala y computacionales. XXIII · CAPITULO 5. PRUEBAS REALIZADAS PARA IDENTIFICAR LA DINAMICA DEL BUQUE CIUDAD DE ZARAGOZA. Se describe la metodología empleada para realizar las pruebas normalizadas de identificación de la dinámica de tres buques similares y se analizan los datos obtenidos. Además se analiza la respuesta del servotimón a la activación de sus elementos de control y se aplica un proceso tipo Armax a un sistema no lineal. Se analizan algunos parámetros desconocidos que se introdujeron en los modelos del Simulador. · CAPITULO 6. PRUEBAS REALIZADAS CON AUTOPILOTO. Se describe la metodología utilizada para caracterizar los controles del autopiloto del Simulador de Navegación y también el comportamiento del buque Ciudad de Zaragoza en un hilero. Se describe la metodología de optimización de un autopiloto para las maniobras de cambio de rumbo y mantenimiento del mismo ante distintos tipos de perturbaciones, haciendo un análisis de la respuesta del mismo ante ellas. Se utiliza un modelo simplificado del buque simulado en los anteriores capítulos y de sus equipos de control de rumbo. XXIV · CAPITULO 7. CONCLUSIONES DE LA TESIS Y LINEAS FUTURAS DE INVESTIGACION. Se exponen las conclusiones finales de la Tesis y las posibles líneas de investigación que se pueden llevar a cabo utilizando las herramientas informáticas y electrónicas disponibles en el Centro Andaluz Superior de Estudios Marinos de la Universidad de Cádiz. · CAPITULO 8. APENDICES. En este capítulo se muestran los listados de los programas específicos utilizados para realizar los análisis y cálculos informáticos y se describen las herramientas empleadas para generarlos, así como sus funciones más relevantes. Además se presenta una amplia cantidad de gráficas, distribuidas por pruebas, de los datos obtenidos mediante simulación y que han sido utilizadas para llegar a los resultados contenidos en los capítulos anteriores. Se incluye la simbología general utilizada en la modelización del buque. · BIBLIOGRAFIA. Se detallan las referencias bibliográficas utilizadas para soportar la parte teórica de esta Tesis.