Design of robust, nonlinear control system of the ship course angle, in a model following control (MFC) structure based on an input-output linearization

• Autorzy: Brzózka J.

Warianty tytułu

PL

Projektowanie odpornego, nieliniowego układu regulacji kąta kursu statku w strukturze MFC z linearyzacją typu wejście-wyjście

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents a designing procedure of controllers in the structure of tracking model (Model Following Control, MFC) for nonlinear model of a ship as an object of the course angle control. In the article feedback linearization method for known nonlinearity in the input-output channel of plant has been used. Ideal linearization in the classical control system occurs only when the design nonlinearity of the model and the object are identical. Therefore, the article proposes the use of MFC structure, which is able to compensate for differences of non-linear characteristics of the process and model.

PL

Artykuł przedstawia procedurę projektowania regulatorów w strukturze ze śledzeniem modelu (Model Followig Control, MFC) dla nieliniowego modelu statku, jako obiektu regulacji kąta kursu. W artykule została wykorzystana metoda linearyzacji z ujemnym sprzężeniem zwrotnym dla znanej nieliniowości modelu obiektu w torze wejście-wyjście. Idealna linearyzacja w klasycznym układzie regulacji zachodzi jedynie wtedy, gdy projektowe nieliniowości modelu i obiektu są identyczne. Dlatego też w artykule zaproponowano zastosowanie układu MFC, który jest w stanie skompensować różnice nieliniowych charakterystyk procesu i jego modelu.

Słowa kluczowe

EN

ship course control; model following control (MFC); input-output linearization

PL

regulacja kursu statku; sterowanie z modelem; linearyzacja wejście-wyjście

• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe Akademii Morskiej w Szczecinie
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe / Akademia Morska w Szczecinie
• Rocznik: 2012
• Tom: nr 30 (102)
• Strony: 25--29
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys.

Twórcy

autor

Brzózka J.

• Maritime University of Szczecin, Mechanical Faculty, Department of Control Systems and Robotics Akademia Morska w Szczecinie, Wydział Mechaniczny, Zakład Automatyki i Robotyki 70-205 Szczecin, ul. Podgórna 51/53,

Bibliografia

• 1. KHALIL K.H.: Nonlinear systems. Upper Saddle River, Prentice Hall, New Jersey 2002.
• 2. WITKOWSKA A., TOMERA M., ŚMIERZCHALSKI R.: A backsteepping approach to ship course control. Int. J. Appl. Math. Comput. Sci., Vol. 17, No. 1, 2007, 73–85.
• 3. http://saba.kntu.ac.ir/eecd/ecourses/nonlinear/pdf/back%20 stepping.pdf
• 4. ZWIERZEWICZ Z.: Nonlinear adaptive tracking-control synthesis for functionally uncertain systems. International Journal of Adaptive Control and Signal Processing, Vol. 24, Issue 2, February 2010. DOI: 10.1002/acs.1114, 96–105.
• 5. SKOCZOWSKI S. et al.: Robust PID control. PWN-MIKOM, Warszawa 2006, 350, (in Polish).
• 6. BRZÓZKA J.: Modfied model following control structure. PAK, No. 9, 2011, 1052–1054.
• 7. NORRBIN N.H.: Theory and observation on the use of a mathematical model for ship maneuvering in deep and confined waters. 8th Symp. on Naval Hydrodyn., Pasadena 1970, 451–460.
• 8. van AMERONGEN A.J., UDINK T.C.: Model Reference Adaptive Autopilots for Ships. Automatica, vol. 11, 1975, 441–449.
• 9. MORAWSKI L., POMIRSKI J., RAK A.: Design of the ship course control system. Int. Design Conference, Dubrovnik 2006, 301–308.
• 10. BRZÓZKA J.: Design of the Robust Ship Course Control System. 13th Int. Scientific and Technical Conf. on Marine Traffic Engineering, Malmo, 19–22 Oct. 2009, 25–29