Регулятор стабілізації курса судна в умовах невизначеності зовнішнього збурення

Abstract

В роботі представлено дослідження якості роботи системи стабілізації курсу малорозмірного судна в умовах зовнішнього збурення. Виходячи з аналізу динаміки судна обраного типу в системі стабілізації курсу використано нелінійний робастний регулятор – RISE-контролер, який забезпечує асимптотичну збіжність похибки керування до нуля за наявності невизначеності моделі об’єкта та зовнішніх збурень. З метою оптимізувати параметри налаштування даного контролера в роботі запропоновано використання імітаційного моделювання динаміки руху судна в умовах зовнішнього збурення. Виходячи з інженерної класифікації умов морського середовища (Operational Sea States), в роботі розроблено сценарії зовнішнього збурення, якими є: вітер, хвилювання і течія, що належать до обмеженого режиму керування. Для проведення дослідження було використано програмно-моделюючий комплекс VeSim, який надає можливість проаналізувати динаміку руху судна в умовах морського хвилювання, течії та вітру. Даний комплекс було використано для тестування розробленого RISE-регулятора в системі стабілізації курсу судна. Методом ітераційного моделювання було обрано оптимальні параметри налаштування коефіцієнтів підсилення регулятора для кожного окремого сценарію зовнішнього збурення. Результатом проведеного дослідження стала база даних, яка складається з оптимальних параметрів налаштування RISE-контролера для різного типу зовнішнього збурення. Таким чином, за наявності системи навігації вищого рівня, після визначення реальних умов зовнішнього збурення можна обирати необхідні параметри налаштування регулятора. Для прийняття рішення в даному випадку доцільне застосування засобів штучного інтелекту, штучної нейронної мережі в тому числі. Головною задачею даної роботи було дослідити динаміку судна при кормовому, бічному і носовому зовнішньому впливу за умов максимально наближених до реальних. З цією метою в роботі застосовано метод комп’ютерного моделювання із застосуванням сучасного програмного забезпечення VeSim від компанії Sintef, Ногрвегія.