Geminin Matematiksel Modeli:
DKS, geminin matematiksel modeli üzerine kurgulanmış bir algoritma ile çalışır. Bu model, geminin karakteristik ve hidrodinamik özelliklerini içerir. Bu model aynı zamanda gemiye uygulanan harici kuvvetler karşısında geminin nasıl reaksiyon göstereceğini de belirler. Gemi modeli devamlı olarak rüzgâr ve itici modellerinden gelen geri besleme ile beslenir. Rüzgâr modeli, gemiye etki eden rüzgâr gücünü ve etkilerini hesaplar. İtici modeli ise, iticilerden gelen geri besleme sinyallerini kullanarak, iticilerin uyguladığı gücü (etkiyi) hesaplar. Geminin matematiksel modeli, bu iki modelden gelen etki bilgilerini kullanılarak tahmini sürat ve öngörülen pruva & mevki bilgilerini üretir. Tahmini sürat, pruva ve mevki değerleri ileri/tornistan, yatay kayma ve pruvanın sancak/iskele yönüne olan hareketlerini içerir. Geminin seyir tecrübelerinde gemi matematiksel modeli için en uygun değerler ayarlanır.
Gemi Modeli Güncelleme Bilgisi:
Oluşturulan matematiksel gemi modeli hiçbir zaman gerçek geminin tam olarak aynısı olmayacaktır. Bununla birlikte, “Kalman Filtre” metodu olarak bilinen matematiksel hesaplama ile sensörlerden gelen bilgiler (DGPS, Cayro) kullanılarak geminin gerçek mevkisi ve pruva değeri en doğru şekilde hesaplanır (bu veriler hiçbir zaman tam olarak gerçek ve sıfır hatalı bilgiler olmayacağından “Tahmini değer” olarak adlandırılmıştır). Gemi modelinden alınan öngörülen/tahmini mevki & pruva değerleri ölçülen değerler ile mukayese edilerek aradaki fark bulunur (Mevki & pruva Farkı) bu bilgiler üzerinde gürültü sinyali olabileceğinden filtre edilerek gemi modeli güncelleme bilgisi olarak kullanılır. Kalman filtresi ve gemi modeli güncelleme yöntemi kullanılarak, farklı ölçüm sistemlerinden gelen verilerin en doğru kombinasyonda olması sağlanır.
Herhangi bir anda geminin mevki sensörlerinden (DGPS) veri gelmemesi durumunda sistemin çalışmasında önemli bir etki olmayacaktır. Sistem normal çalışmasına tahmini mevki (DR) ile devam eder ancak gemi modeli güncellemesi yapılamaz. DR olarak üretilen mevki bilgileri (tahmini) ilk başlarda çok doğru ve hassas olabilirken zaman içerisinde hassasiyet ve doğruluk düşer.
Hata Giderme Uygulama Değeri:
Geminin istenilen mevkide kalabilmesi için ihtiyaç duyulan itici gücü uygulanmış olsa bile, direk olarak ölçülemeyen etkilerden dolayı (dalga ve akıntı etkileri) gemi mevcut mevkisinden uzaklaşma eğiliminde olacaktır. Gemiye etki eden bu ilave güçler, belirli bir zaman periyodunda hesaplanır ve gemi modeline harici etkenler (güçler) olarak dahil edilir. Hata gidermeye yönelik uygulanan değerlerin ana etkeni denizdeki akıntılar olduğundan, sistem operatörüne “Akıntı Değeri” olarak gösterilir.
Kumanda Talebi:
Geminin istenen mevkide kalmasını sağlamak için yapılması gereken kumandaları içerir ve otomatik kontrolden gelen komutları, elle girilen komutları (manuel) ve ilave girdileri (harici etkenler kaynaklı ilave talep) içerir.
Otomatik Kontrolden Gelen Komutlar:
Ayarlanmış (seçili) pruva ve mevki değerleri ile mevcut değerler arasındaki farktan kaynaklanan kumanda talebi ve gerçek sürat ile istenen sürat değeri arasındaki farktan kaynaklanan kumanda değeri olmak üzere iki bölümden oluşur. İstenen mevki ve pruva değerleri operatör tarafından girilen değerlerdir (Setpoints) ve gemi modelinden gelen öngörülen mevki/pruva değerleri ile mukayese edilir. Aradaki fark, kazanç faktörü ile çarpılarak hesaplanır ve en düşük güç tüketimi ile mevki kontrolü sağlayacak ayarlamalar yapılır. İstenilen sürat değeri de gemi modelinden gelen tahmini sürat değeri ile mukayese edilir, şayet geminin
mevkisi sabit ise istenen sürat değeri sıfır olacaktır. Kumanda talebinin bu bölümü gemi süratinin sıfıra düşürülmesi için dikkate alınacak olan sürükleme gücü olarak kullanılacaktır.
Elle Girilen Komutlardan Gelen Kumanda Talepleri:
Geminin herhangi bir yöne ilerlemesine ilişkin otomatik olarak bir kumanda gelmiyor ise kumanda kolu (joystick) kullanılarak herhangi bir yönde hareket verilebilir.
İlave Girdiler (Harici Etkenlerden Kaynaklı Kumanda Talepleri):
Gemiye etki eden harici güçler, (dalga, akıntı vb.) tespit edilir edilmez ters yönde (etkiyi sönümleyecek şekilde) kumanda talebi oluşturulur ve nihai kumanda talebine ilave edilir.
İtici Seçimi:
Nihai olarak hesaplanan kumanda talebi, üç eksende (yanal ilerleme, ileri/tornistan yönünde ilerleme ve pruvanın sancak-iskeleye dönüş hareketi) ilerleme için kumanda talebi olarak oluşturulur ve her bir iticiye piç açısı, rpm değeri komutları olarak gönderilir. Kumanda talebi, mevki ve pruva kontrolü için uygun iticiye uygun miktarda hareket sağlayacak şekilde verilen komutlardır. Bu komutlarda, iticilerin seçiminde ve hareket miktarlarının belirlenmesinde en düşük güç kullanılacak düzenleme de yapılır (yakıt tasarrufu ve tahrik sisteminin kullanım ömrünün uzatılması maksadıyla). Verilen kumandalar kapsamında geminin istenen hareketi yapması için iticilerin güçleri yetersiz kalırsa öncelik pruva değerini koruyacak şekilde manevra yapılmasındadır. Ancak kullanıcı isterse önceliği pruva değerinin korunmasından mevkinin korunmasına kaydırabilir. Herhangi bir iticinin arıza yapması durumunda sistem o iticinin görevini (yükünü) otomatik olarak diğer iticiler arasında paylaştırır. Herhangi bir itici için DKS tarafından oluşturulan talep (kumanda) söz konusu itici için ana tahrik sistemi tarafından belirlenen azami sınırları aşıyor ise, ilgili iticiye gönderilen itki komutu sınırlar dahilinde düşürülür (bu durumda pruva-mevki önceliği dikkate alınır). Gemi ana tahrik sisteminin göçmesine sebep olabilecek güç tüketim limit değerleri DKS tarafından iticiler için uygulanan itki talepleri için de geçerlidir.
Aşağıdaki şekilde kumanda talepleri karşısında iticilerin seçilmesi ve güç uygulamasına bir örnek verilmiştir.
Aşırı Yük Kontrolü:
Geminin ana tahrik sisteminde yer alan ana besleme (elektrik) hattı devamlı olarak kontrol edilir, şayet bu hatta bağlı iticilerden birisi belirlenmiş limit değerleri aşarsa (aşırı yüklenirse) o itici için piç kontrolü ve rpm değerleri yükü azaltacak şekilde yeniden düzenlenir. Aşırı yüklü iticinin düşürülen değerlerinden kaynaklı itiş gücü kaybı diğer iticiler arasında paylaştırılarak sistemin çalışması etkilenmez. Burada belirlenen aşırı yük (aşırı akım) değerleri, geminin ana tahrik kontrol sisteminin kendisinde uygulanan limit değerlerden daha düşüktür.
Referans Sistemi ve Sensörlerden Gelen Verinin İşlenmesi:
Geminin herhangi bir andaki mevkisi ve pruva değeri DKS’nin çalışması için hayati önem arzeder. DKS ile pek çok mevki sistemi birlikte kullanılır. Bunların arasından ilk seçilen ve kabul edilen sistem DKS için referans merkezi olarak kabul edilir (dahili koordinat sisteminin referansı).
Kongsberg firmasınca üretilen Dinamik Konumlandırma Sistemlerinin çalışma prensibi ve kontrol
yöntemleri genel hatları Bölüm 1-2 ye ayrılarak yukarıda açıklanmıştır.
Hazırlayan
Caglar ASLAN
U. Y. 2. Kaptan / SDPO
(42)
