Warum die Schiffe nicht fahren und was man dagegen tun kann

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JoachimK
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Re: Warum die Schiffe nicht fahren und was man dagegen tun k

Beitrag von JoachimK » Donnerstag 19. Januar 2017, 15:29

Stefan mit F hat geschrieben:Moin,

über uralte Mengenangaben von Codezeilen zu spekulieren und diese ohne sie gesehen zu haben für zu umfangreich zu halten, finde ich lustig. :clown:
Tja, das ist auch nicht nötig, den Code zu sehen!
Für Regelkreise jedenfalls deutlich zuviel, egal ob Script, C++, ... Assembler.

Gerrit hat einfach alles aufsummiert und ich habe den Verdacht, dass er da nicht nur seine damalige Positionsführung mitgerechnet hat. Dass er bereits festgestellt hatte, das der Rechner am Poller der Rechenleistung war, unterstützt ja meine These.
Dass er Regelschwingungen, Pendelbewegungen der Schiffe festgestellt hat, war der Beleg für suboptimale Regelung.

Meine Hinweise in Bezug auf die Bewegungsachsen wurden hier ja dankenswerterweise schon ergänzt um die Information über die Heckstrahlruder.
So ein Schiff hat ja jedes eine eigene Charakteristik, als Summe aller Regelkreis-Eigenschaften. Aber ein paar Details dürften gemeinsam sein:
Fest ausgerichtete Antriebspropeller in Längsrichtung führen zu einer Beschleunigung der Schiffsmasse in ihrer Längsrichtung. Ein Ruderblatt am hinteren Ende führt zu einer Drehung um die Schiffs-Längsachse. Ein Front-Querstrahlruder ebenso zu einer Drehung der Schiffs-Längsachse, aber um einen anderen Drehpunkt (weiter hinten). Dasselbe gilt für ein hinteres Querstrahlruder.
Bei beiden Querstrahlrudern gilt, dass eine Ortsverschiebung an Front und Heck stattfindet, ebenfalls mit einer Beschleunigung.
Alle Beschleunigungen erfolgen nur bis zu einer Maximalgeschwindigkeit, die Richtungs-abhängig ist (und Leistungsabhängig). Die Eigengeschwindigkeit des Rumpfes als Maximalgeschwindigkeit in Vorwärtsrichtung wird im Modellbecken höchstens von einem Schlepper mal erreicht und ist dann auch schon weniger modellhaft. Rückwärts genauso.
Die Querbewegung hat eine sehr niedrige Maximalgeschwindigkeit, aber auch die wird sicher nicht richtig erreicht.

Es waren ja mal Ultraschallsensoren angebaut, die hätten (auf dem Schiff angebracht) den Charme, dass man in ganz wenigen Millisekunden eine Geschwindigkeitsmessung hätte machen können (Dopplereffekt). Es würden am Schiff 2 benötigt und deren Frequenzänderungen (sicher mehrere Frequenzen nötig) könnte man über das Wissen der Bewegungsrichtung(en) an zentraler Stelle in ebenfalls wenigen Mikrosekunden in eine Fast-Realzeit-Geschwindigkeit umformen. Dann ist die Verzögerung durch die Positionsbestimmung (130 msec lt. Gerrit) nicht so durchschlagend im Regelkreis.
Ich erinnere, dass im Video zur optischen Positionsbestimmung die Rede von Prediction war. Hinter dem Begriff steckt implizit ebenfalls eine Geschwindigkeitsaussage, die eben geschätzt ist. Ist die Schätzung gut, könnte man auch mit dieser arbeiten. Aber sie ist eben auch mit den 130 msec Verzögerung versehen.

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Warum die Schiffe nicht fahren und was man dagegen tun k

Beitrag von Datterich » Donnerstag 19. Januar 2017, 16:46

JoachimK hat geschrieben:So ein Schiff hat ja jedes eine eigene Charakteristik, als Summe aller Regelkreis-Eigenschaften. Aber ein paar Details dürften gemeinsam sein:
Fest ausgerichtete Antriebspropeller in Längsrichtung führen zu einer Beschleunigung der Schiffsmasse in ihrer Längsrichtung.
Da geht es schon los, denn bei fast jedem Motorschiff kommt der Radeffekt hinzu. Das Heck wird seitlich abgelenkt. Da die Schiffsmodelle in der Nordostsee nicht permanent in Vorwärtsrichtung angetrieben werden, sondern immer wieder mal einen Schubs bekommen, ist dieser Effekt bei einigen Modellen nicht ganz ohne. Bei Vorausfahrt weniger spürbar, bei Rückwärtsfahrt und bei Anlegemanövern zum Teil heftiger.

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Re: Warum die Schiffe nicht fahren und was man dagegen tun k

Beitrag von Stefan mit F » Donnerstag 19. Januar 2017, 17:05

Moin,
JoachimK hat geschrieben:Dass er Regelschwingungen, Pendelbewegungen der Schiffe festgestellt hat, war der Beleg für suboptimale Regelung.
es ist wohl eher ein Beleg für die aus regelungstechnischer Sicht suboptimalen Eigenschaften des Wassers. Ein unerwünschtes Rollen der Schiffe um ihre Längsachse wird man mit keinem Regelkreis gänzlich verhindern können und insbesondere beim An- und Ablegen mit erheblichem Querstrahlrudereinsatz führt das die angeblich so präzise wie schnelle Ultraschall-Ortung ad absurdum.
Bei starkem Querstrahlrudereinsatz bewegt sich der Kiel (unten) als erstes in die "angestrebte" Richtung, während die Aufbauten (oben) sich zunächst in die entgegengesetzte Richtung neigen. Auch ein Rollen um die Querachse ist bei der Ortung nicht ganz zu vernachlässigen. Dieses Phänomen ist bei dem nur 2-dimensionalen Modell
JoachimK hat geschrieben:Ein Front-Querstrahlruder ebenso zu einer Drehung der Schiffs-Längsachse, aber um einen anderen Drehpunkt (weiter hinten). Dasselbe gilt für ein hinteres Querstrahlruder.
Bei beiden Querstrahlrudern gilt, dass eine Ortsverschiebung an Front und Heck stattfindet, ebenfalls mit einer Beschleunigung.
nicht berücksichtigt. Ebenso wenig wie das Problem, dass die Schiffe vor allem an Engstellen und in Ufernähe bei vorbildgerecht langsamer Fahrt relativ stark durch Strömungen beeinflusst werden, die auch ein Rollen um Längst- und Querachse bewirken können. Zu dem Thema mein Beitrag vom 12.10.2016.

Insbesaondere, was Strömungen im Schleusenkanal bewirken können, habe ich im letzten Jahr leidvoll erfahren müssen. Das mag man vielleicht mit 6 (statt 2!) Ultraschallsensoren pro Schiff in den Griff bekommen, aber da aktuell an einer deutlich zuverlässigeren Kamera-basierten Auswertung gearbeitet wird, ist diese Idee wohl auch schon ein totes Pferd. :wink:

Eine präzise Ortung mit 3 Hertz (alle 350ms) halte ich für ausreichend, wenn die Ortung nicht nur 2-dimensional ist.
Gruß aus 2⅙ Grad südlich und 2½ Grad westlich des MiWuLa
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Re: Warum die Schiffe nicht fahren und was man dagegen tun k

Beitrag von Peter Müller » Donnerstag 19. Januar 2017, 17:16

Nu last sie doch mal machen, sie haben doch ein sehr vernünftiges Konzept:
  • Daten der Ortung der handgesteuerten Schiff mitschneiden und auswerten
  • die Handsteuerung an einen Remote-Standort verlegen
  • den Enroute-Teil der Schiffsfahrten automatisieren
  • den Terminal-Teil der Schiffsfahrten automatisieren
Grüße, Peter

In der nächsten Legislaturperiode braucht Deutschland einen Verbraucherschutzverkehrsminister

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Re: Warum die Schiffe nicht fahren und was man dagegen tun k

Beitrag von JoachimK » Mittwoch 25. Januar 2017, 02:51

Stefan mit F hat geschrieben:.... Ein unerwünschtes Rollen der Schiffe um ihre Längsachse wird man mit keinem Regelkreis gänzlich verhindern können ...nicht berücksichtigt. Ebenso wenig wie das Problem, dass die Schiffe vor allem an Engstellen und in Ufernähe bei vorbildgerecht langsamer Fahrt relativ stark durch Strömungen beeinflusst werden, die auch ein Rollen um Längst- und Querachse bewirken können. Zu dem Thema mein Beitrag vom 12.10.2016.

..... Das mag man vielleicht mit 6 (statt 2!) Ultraschallsensoren pro Schiff in den Griff bekommen, aber da aktuell an einer deutlich zuverlässigeren Kamera-basierten Auswertung gearbeitet wird, ist diese Idee wohl auch schon ein totes Pferd. :wink:
.... ist.
Die von Dir beschriebenen Rollbewegungen kommen hinzu, ließen sich aber mit weniger Energieeinsatz als der Funksteuerung stark vermindern. Die schalten die Querstrahlruderja derzeit nur.
Da wird ballistisch gefahren.

Eine bessere Ortung bringt nix in Punkto Schwingungen!

Den Punkt von mir mit Grundregeln der Regelungstechnik mit PID und der zusätzlich erforderlichen Geschwindigkeitsmessung hast Du nicht verstanden, wie Gerrit scheint mir.
Seine Pendelbewegungen waren keine Rollbewegungen,

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Re: Warum die Schiffe nicht fahren und was man dagegen tun k

Beitrag von JoachimK » Mittwoch 25. Januar 2017, 02:53

Peter Müller hat geschrieben:Nu last sie doch mal machen, sie haben doch ein sehr vernünftiges Konzept:
  • Daten der Ortung der handgesteuerten Schiff mitschneiden und auswerten
  • die Handsteuerung an einen Remote-Standort verlegen
  • den Enroute-Teil der Schiffsfahrten automatisieren
  • den Terminal-Teil der Schiffsfahrten automatisieren
Klar, sollen sie!
Schiffe mit Roll- und Pendelbewegungen sind klar besser, als Handgefahren!

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Re: Warum die Schiffe nicht fahren und was man dagegen tun k

Beitrag von Stefan mit F » Mittwoch 25. Januar 2017, 13:28

Moin Joachim,
JoachimK hat geschrieben:Die von Dir beschriebenen Rollbewegungen kommen hinzu, ließen sich aber mit weniger Energieeinsatz als der Funksteuerung stark vermindern. Die schalten die Querstrahlruderja derzeit nur.
Da wird ballistisch gefahren.
wie bitte? Habe ich richtig verstanden, dass Du behauptest, aktuell würden die Querstarahlruder nur die Zustände Ein und Aus kennen? Da habe ich aber an der Fernbedienung in den letzten Jahren andere Erfahrungen gemacht. Man braucht die nahezu volle Leistung nur gelegentlich, um vom Kai loszukommen.
JoachimK hat geschrieben:Eine bessere Ortung bringt nix in Punkto Schwingungen!
Es hilft aber enorm, wenn Schwingungen erkannt werden und dadurch die Ortung des Schwerpunkts des Schiffs trotz niedriger Abtastungsfrequenz sehr präzise wird.
JoachimK hat geschrieben:Den Punkt von mir mit Grundregeln der Regelungstechnik mit PID und der zusätzlich erforderlichen Geschwindigkeitsmessung hast Du nicht verstanden, wie Gerrit scheint mir.
Mag sein. Die Regelungstechnik-Vorlesungen liegen bei mir schon ein paar Jahre zurück und die Komplexität des Wassers könnte ich nicht mal eben beschreiben. Darum habe ich in meinem letzten Post die Sprungantwort als Hilfe genannt, weil sie nützlich ist, um Regelkreisparameter zu bestimmen.

Dass ein PID-Regler nötig ist, ist mir seit einigen Jahren klar und ich habe das im September 2012 schon für so selbstverständlich gehalten, dass ich es nicht mehr genauer erklärt habe. Auch auf den technischen (vs. umgangssprachlichen) Unterschied zwischen Steuerung und Regelung und die Notwendigkeit der Geschwindigkeitserfassung habe ich im Oktobver 2011 bereits hingewiesen.
Nur ich erwähne es nicht jedes Mal neu, wenn wir über Ortung sprechen.

Mal als kleiner Tipp am Rande: Es gibt eine Suchfunktion. Diese liefert zum Stichwort Ultraschall rund 80 Treffer, zum Thema Regelung rund 200 Treffer und zum Thema PID rund 50 Treffer.
JoachimK hat geschrieben:Schiffe mit Roll- und Pendelbewegungen sind klar besser, als Handgefahren!
Hast Du jemals gesehen, wie präzise manche talentierten Kapitäne (ich gehöre wohl zu den weniger talentierten) die Schiffe (vor allem die kleinen, aber auch die großen) fahren? :wink:
Gruß aus 2⅙ Grad südlich und 2½ Grad westlich des MiWuLa
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Re: Warum die Schiffe nicht fahren und was man dagegen tun k

Beitrag von günni » Mittwoch 25. Januar 2017, 14:38

Moin,
Stefan mit F hat geschrieben:Hast Du jemals gesehen, wie präzise manche talentierten Kapitäne (ich gehöre wohl zu den weniger talentierten) die Schiffe (vor allem die kleinen, aber auch die großen) fahren? :wink:
(Insider)
:hm?: :hm?: war da nicht etwas beim letzten MFM gewesen? :clown:

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Warum die Schiffe nicht fahren und was man dagegen tun k

Beitrag von Datterich » Mittwoch 25. Januar 2017, 14:49

Stefan mit F hat geschrieben:
JoachimK hat geschrieben:Die von Dir beschriebenen Rollbewegungen kommen hinzu, ließen sich aber mit weniger Energieeinsatz als der Funksteuerung stark vermindern. Die schalten die Querstrahlruderja derzeit nur.
Da wird ballistisch gefahren.
wie bitte? Habe ich richtig verstanden, dass Du behauptest, aktuell würden die Querstrahlruder nur die Zustände Ein und Aus kennen? Da habe ich aber an der Fernbedienung in den letzten Jahren andere Erfahrungen gemacht. Man braucht die nahezu volle Leistung nur gelegentlich, um vom Kai loszukommen.
Das kann ich bestätigen, die Querstrahlruder benötigen (außer beim Ablegen) wesentlich feinfühligeren Einsatz als der normale Vortrieb. Einige kleinere Modelle hüpfen sonst seitwärts, und das sieht dann wirklich nicht vorbildgerecht aus. Der erforderliche Einsatz ist von Rumpf/Modell zu Rumpf/Modell recht unterschiedlich, was wohl an den vermutlich nicht exakt angepassten Stärken der Antriebe der Querstrahlruder liegen könnte. Gerade beim sanften lackschonenden Anlegen wird das sehr deutlich spürbar, da das Schiffsmodell zunächst ohne Fahrt parallel zur Kaje im Wasser dümpelt.

Schiffe mit großer seitlicher Angriffsfläche (AIDAblue / Superfast / Berlin usw.) haben zusätzlich bei starkem Publikumsandrang mit den tückischen und nicht vorhersehbar einsetzenden Fallwinden der Klimaanlage spürbar zu kämpfen. Auch in dieser Situation ist ein gefühlvoller sanfter Einsatz der Querstrahler notwendig.

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