A Ship Motion Control System Design Via Output Feedback Linearization

• Autorzy: Zwierzewicz Z. , Kijewska M. , Krupiński R.

Warianty tytułu

PL

Projektowanie systemu sterowania statkiem oparte na linearyzacji sprzężeniem zwrotnym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents a proposal of automatic system design able to steer the ship along a preset trajectory (route) at sea. Since a ship motion model used here is nonlinear the control algorithm synthesis is based on the output feedback linearization technique. This relatively new branch of differential geometric control theory has attracted vast attention of reseachers. The wave action and load disturbances, acting on the ship (wind, current), are also taken into account. The simulations show the very high controller performance as compared to the other types of algorithms, e.g. linear LQR.

PL

Przedstawiono propozycję systemu automatycznego sterowania statkiem wzdłuż zadanej trajektorii. Ze względu na fakt, że model dynamiczny statku jest nieliniowy, dokonując syntezy algorytmu sterowania wykorzystano metodę linearyzacji za pomocą sprzężenia zwrotnego. Ta stosunkowo nowa gałąź teorii sterowania oparta na metodach geometrii różniczkowej budzi duże zainteresowanie badaczy. Wzięto pod uwagę także zakłócenia wynikłe z falowania oraz tzw. zakłócenia stałe (np. wiatr, prądy). Otrzymane rezultaty symulacyjne dowodzą dużej jakości sterowania w porównaniu z innymi algorytmami, np. sterowania LQR.

Słowa kluczowe

EN

ship steering; optimal control; tracking system; trajectory

PL

sterowanie statkiem; sterowanie optymalne; system śledzący

• Wydawca: Dział Wydawnictw Wyższej Szkoły Morskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe / Wyższa Szkoła Morska w Szczecinie
• Rocznik: 2003
• Tom: nr 68
• Strony: 479--488
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys.

Twórcy

autor

Zwierzewicz Z.

autor

Kijewska M.

autor

Krupiński R.

• Wyższa Szkoła Morska w Szczecinie Instytut Matematyki, Fizyki i Chemii 70-500 Szczecin, ul. Wały Chrobrego 1/2

Bibliografia

• 1. Casado M. H., Fernandez A., Iglesias J.: Optimization of the Course in the ship 's movement by input-output linearization. IFAC Conference, CAMS, Control Applications in Marine Systems, Glasgow 2001.
• 2. Fabri S. G., Kadirkamanathan V.: Functional adaptive control. Springer 2001.
• 3. Holzhuter T.: A high precision track controller for ships IFAC 11 Ih Triennial World Congress. Tallinn, Estonia, 1990.
• 4. Morawski L.: Metody syntezy układów sterowania ruchem statku. Prace Naukowe WSM Gdynia, Gdynia 1994.
• 5. Wiśniewski B.: Problemy wyboru drogi morskiej statku. Wydawnictwo Morskie, Gdańsk 1991.
• 6. de Wit C, Oppe J.: Optimal collision avoidance in unconfined waters. Journal of the Institute of Navigation. vol.26, no.4 1979-80.
• 7. Zwierzewicz Z.: On the ship trajectory tracking LQG controller design. In: 3rd Marine Technology Conference, ODRA '99, 11-13 October, 1999, Szczecin.
• 8. Zwierzewicz Z.: Algorithms for the ship trajectory planning and its tracking in the collision avoidance process. IFAC Conference on Control Applications in Marine Systems, 17-20 July 2001, Glasgow, UK.
• 9. Zwierzewicz Z.: On the ship trajectory tracking lq-model predictive controller design. 7th IEEE International Conference on Methods and Models in Automation and Robotics 28-31 August 2001, Międzyzdroje, Poland.