Регулятор стабілізації курса судна в умовах невизначеності зовнішнього збурення
| dc.contributor.author | Грудініна Ганна Сергіївна | |
| dc.contributor.author | Hrudinina Hanna S. | |
| dc.date.accessioned | 2026-10-09T06:44:57Z | |
| dc.date.issued | 2026 | |
| dc.description.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. | |
| dc.description.abstracteng | This paper presents a study of the performance quality of a heading stabilization system for a small-size vessel under external disturbances. Based on the analysis of the vessel dynamics of the selected type, a nonlinear robust controller – namely, the RISE controller – was employed in the heading stabilization system. The controller ensures asymptotic convergence of the control error to zero in the presence of model uncertainties and external disturbances. In order to optimize the tuning parameters of the proposed controller, simulation-based modeling of the vessel motion dynamics under external disturbances is utilized. According to the engineering classification of marine environmental conditions (Operational Sea States), scenarios of external disturbances are developed in this study, including wind, waves, and currents, which correspond to a restricted control mode. To conduct the study, the VeSim simulation software suite was used, providing the capability to analyze vessel motion dynamics under wave excitation, currents, and wind. This software package was applied to test the developed RISE controller within the vessel heading stabilization system. Using an iterative simulation approach, optimal tuning parameters of the controller gain coefficients were determined for each individual external disturbance scenario. As a result of the study, a database consisting of optimal tuning parameters of the RISE controller for various types of external disturbances was obtained. Thus, in the presence of a higher-level navigation system, once the actual environmental disturbance conditions are identified, appropriate controller tuning parameters can be selected. For decision-making in this case, the use of artificial intelligence methods, including artificial neural networks, is considered appropriate. The main objective of this work was to investigate vessel dynamics under following, beam, and head external disturbances under conditions максимально close to realworld scenarios. For this purpose, computer simulation methods were applied using the modern VeSim software developed by SINTEF, Norway. | |
| dc.identifier.citation | Грудініна, Г. С. Регулятор стабілізації курса судна в умовах невизначеності зовнішнього збурення = Regulator for stabilizing the ship’s course in conditions of uncertainty of external disturbance / Г. С. Грудініна // Shipbuilding & Marine Infrastructure. – 2026. – № 1 (22). – С. 127–135. | |
| dc.identifier.issn | 2409-3858 (Print) | |
| dc.identifier.issn | 2519-1845 (Online) | |
| dc.identifier.uri | https://eir.nuos.edu.ua/handle/123456789/13797 | |
| dc.language.iso | uk | |
| dc.relation.ispartofseries | УДК 681.5 | |
| dc.subject | імітаційне моделювання | |
| dc.subject | стабілізація курсу судна | |
| dc.subject | RISE-контролер | |
| dc.subject | нейронна мережа | |
| dc.subject | зовнішні збурення | |
| dc.subject | simulation modeling | |
| dc.subject | ship course stabilization | |
| dc.subject | RISE controller | |
| dc.subject | neural network | |
| dc.subject | external disturbances | |
| dc.title | Регулятор стабілізації курса судна в умовах невизначеності зовнішнього збурення | |
| dc.title.alternative | Regulator for stabilizing the ship’s course in conditions of uncertainty of external disturbance | |
| dc.type | Стаття |
Files
Original bundle
1 - 1 of 1