Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Multivariable Adaptive Controller for the Nonlinear MIMO Model of a Container Ship

100%

Brasel M. , Dworak P.

|

tom Vol. 8, no. 1

41--47

EN

The paper presents an adaptive multivariable control system for a Multi-Input, Multi-Output (MIMO) nonlinear dynamic process. The problems under study are exemplified by a synthesis of a course angle and forward speed control system for the nonlinear four-Degrees-of-Freedom (4-DoF) mathematical model of a single-screw, high-speed container ship. The paper presents the complexity of the assumed model to be analyzed and a synthesis method for the multivariable adaptive modal controller. Due to a strongly nonlinear nature of the ship movements equations a multivariable adaptive controller is tuned in relation to changeable hydrodynamic operating conditions of the ship. In accordance with the given operating conditions controller parameters are chosen on the basis of four measured auxiliary signals. The system synthesis is carried out by linearization of the nonlinear model of the ship at its nominal operating points in the steady-state and by means of a pole placement control method. The final part of the paper includes results of simulation tests of the proposed control system carried out in the MATLAB/Simulink environment along with conclusions and final remarks.

2

O sterowaniu nieliniowymi obiektami dynamicznymi MIMO w przełączalnej strukturze liniowych regulatorów modalnych

80%

Bańka S. , Dworak P. , Brasel M.

|

tom R. 56, nr 5

385-391

PL

W artykule przedstawia się wieloregulatorową, przełączalną strukturę układu sterowania nieliniowymi obiektami dynamicznymi MIMO na przykładzie sterowania położeniem statku wiertniczego z wykorzystaniem nieliniowego modelu wolnozmiennych ruchów statku nad punktem wiercenia w trzech stopniach swobody ruchu (3DOF). W proponowanej strukturze układu wykorzystuje się zestaw liniowych regulatorów modalnych współpracujących z dodatkowym układem sterowania w pętli otwartej, odsprzęgniętym statycznie lub dynamicznie. Syntezy układu dokonuje się poprzez linearyzację przyjętego opisu obiektu sterowania w nominalnych "punktach pracy", zależnych od zadawanego kąta kursowego statku i wartości prądu morskiego. Prezentowane wyniki badań dotyczą trzech odmian przełączalnej struktury układu: (i) klasycznej, z regulatorami modalnymi przełączanymi w momencie zmiany wartości sygnałów odniesienia gdy powodują one zmianę "punktu pracy" układu oraz nieklasycznej, w której regulatory modalne są przełączane dopiero po zadziałaniu pomocniczego układu sterowania, odsprzęgniętego (ii) statycznie lub (iii) dynamicznie. Działanie zaproponowanych odmian układów sterowania zilustrowano przykładami symulacji z nieliniowym modelem ruchów statku wiertniczego WIMPEY SEALAB w środowisku MATLAB/Simulink.

EN

In the paper a multicontroller-based switchable control system structure is proposed to control nonlinear MIMO plants. The considered structure contains a set of linear feedback controllers operating together with an additional, decoupled loop of the control system. The nonlinear model of low-frequency (LF) motions of a drilling vessel in three degrees of freedom (3DOF) on the sea surface is used as a MIMO plant to be controlled. The system synthesis is carried out by linearisation of the adopted nonlinear plant model at its nominal "working points" that depend on the preset ship yaw angle and the see current velocity. The investigation results presented concern three types of switched structures: (i) the classic one with a set of (stable) modal controllers switched at the moment of changing the reference signals with subsequent changes of the system "working point", and the non-classic structure in which modal controllers are switched after running an auxiliary decoupled control loop either statically (ii) or dynamically (iii). Performance of the proposed control systems is illustrated by examples of simulation results carried out in MATLAB/Simulink using the nonlinear model of motions of the WIMPEY SEALAB drilling vessel.

3

Stanowisko laboratoryjne do badań algorytmów sterowania robotami mobilnymi z wizyjnym sprzężeniem zwrotnym

80%

Figurowski D. , Brasel M. , Kubicki M.

|

2016

|

tom R. 20, nr 3

71--76

PL

W artykule poruszono tematykę związaną z opracowaniem platformy badawczo-dydaktycznej przeznaczonej dla robotów mobilnych. Omawiane stanowisko zostało zbudowane na Wydziale Elektrycznym Zachodniopomorskiego Uniwersytetu Technologicznego w Szczecinie jako platforma przeznaczona do projektowania i testowania algorytmów sterowania z wizyjnym sprzężeniem zwrotnym. W artykule poruszono przyczyny budowy takiej platformy wraz z odniesieniem się do istniejących rozwiązań, które powstały w innych ośrodkach badawczych. W dalszej części opisano wymagania postawione opracowanej platformie, a także omówiono konstrukcję prototypu platformy, zastosowane roboty mobilne oraz komponenty sprzętowe systemu. Następnie poruszono zagadnienie wizji maszynowej oraz przedstawiono opracowany algorytm analizy obrazu 2D. Artykuł kończy się podsumowaniem, w którym zamieszczono perspektywę rozwoju stanowiska oraz zarysowano plan wykorzystania opracowanej platformy do badań naukowych, jak i celów dydaktycznych.

EN

The article presents the development of an academic platform dedicated to mobile robots. This stand was built in West Pomeranian University of Technology in Szczecin as a platform on which control systems with visual feedback could be devised and tested. In the article a motivation for such station was presented with acknowledging already existing solutions developed by other research groups. Further, platform requirements were presented as well as its construction, mobile robots and hardware components. A general outline of the machine vision problem is given, as well as a detailed description of a 2D image analysis algorithm devised for the designed platform. The article ends with a summary in which a concept of using the platform for research and didactics is given as well as its further development.