Stabilizacja pozycji i kierunku jednostki dynamicznie pozycjonowanej z niepewnościami parametrycznymi modelu i pomiarowymi

• Autorzy: Witkowska A.

Warianty tytułu

EN

Position and heading stabilization of DP vessel with parametric and measurement uncertainties

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W praktyce, dynamika statku jak również zakłóceń środowiskowych oddziałujących na kadłub nie jest dokładnie znana, co wynika ze zmieniających się warunków eksploatacyjnych jednostki i stanów morza. W artykule przedstawiono zagadnienie projektowania regulatora pozycji i kursu statku z zastosowaniem algorytmu całkowania wstecz (ang. backstepping). W pracy rozważono układ dynamicznego pozycjonowania statku z niepewnościami parametrycznymi modelu oraz pomiarowymi. Niepewności parametryczne związane są z hydrodynamicznymi siłami tłumiącymi, natomiast pomiarowe z niemierzalną predkością statku. Porównano działanie układu adaptacyjnego zakładając występowanie niepewności oraz nieadaptacyjnego przy założeniu dokładnej znajomości modelu statku. Wyniki badań symulacyjnych wskazują zbliżone wyniki w obu rozpatrywanych przypadkach.

EN

In commercial Dynamic Positioning systems is still used PID control, despite a significant increase in the level of automation. To improve the quality of the positioning of the vessel may allow the use of more effective methods and algorithms, providing advanced nonlinear control techniques. The problem of synthesis a dynamic positioning system for surface vessel with uncertainties was considered in this paper. In practice, both the dynamics of a dynamically positioned vessel as well as environmental disturbances affecting on a hull are not precisely known, as a result of the changing operating conditions and the sea states. The article presents the problem of position and heading controller design by vectorial adaptive backstepping methods. The dynamic positioning vessel with parametric model uncertainties associated with hydrodynamic forces damping, low-speed ship and in the presence of waves disturbances was used. Comparison of the system with uncertainties and assuming precise knowledge of ship model was carried out. Finally simulations results demonstrate similar results in both cases. Adaptive controller follows desired trajectory with small neighborhood. All signals in the closed-loop DP control system are bounded.

Słowa kluczowe

PL

backstepping; sterowanie adaptacyjne; metoda Lapunowa

EN

adaptive control; backstepping; nonlinear control; Lapunov method

• Wydawca: Wydział Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej
• Rocznik: 2015
• Tom: Nr 47
• Strony: 195--198
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Witkowska A.

• Politechnika Gdańska, Wydział Elektrotechniki i Automatyki

Bibliografia

• 1. Rutkowski G.: Eksploatacja statków dynamicznie pozycjonowanych, Wydawnictwo TRADEMAR, Gdynia 2013.
• 2. Śmierzchalski R.: Automatyzacja i sterowanie statkiem, Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej, Gdańsk 2013.
• 3. Fossen T.I., Strand. J.P.: Passive nonlinear observer design for ships using Lyapunov methods: experimental results with a Supply vessel, Automatica, Nr 35 (1), s. 3-16 (1999).
• 4. Witkowska A.: Metody alokacji sterowań w układach dynamicznego pozycjonowania statku, Aktualne problemy automatyki i robotyki/ ed. Krzysztof Malinowski, Jerzy Józefczyk, Jerzy Świątek, Warszawa Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT, 2015, s.634-643.
• 5. Faltinsen O.M.: Sea Loads on Ships and Offshore Structures, Cambridge University Press 1990.
• 6. Krstic M., Kanellakopulos I., Kokotovic P.V.: Nonlinear and adaptive control design, John Wiley and Sons Ltd., New York, NY 1995.
• 7. Godhavn J.M, Fossen T.I., Berge S.P.: Non-linear and adaptive backstepping designs for tracking control of ships, International Journal of Adaptive Control and Signal Processing, Nr.12 (8), s. 649–670 (1998).