Система керування зі змінною структурою для забезпечення максимальної швидкодії при стабілізації курсу судна
Вантажиться...
Дата
2018
Автори
Лебедєв, Д. О.
Lebedev, Denis O.
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
Анотація
Анотація. Використовуючи методи теорії оптимальних процесів, синтезовано систему зі змінною структурою для найшвидшої стабілізації курсу судна, що описується нелінійною моделлю 3-го порядку. Розглянуто нелінійну модель судна, в той час як для більшості аналогічних систем керування розглядалася лише лінійна модель об’єкта. Беручи до уваги максимальну швидкодію рушіїв та підрулюючих пристроїв судна, синтезовано керування на основі рівняння балансу сил і моментів, що забезпечує рух судна оптимальною траєкторією стабілізації курсу. Рівняння балансу сил та моментів визначає математичний і структурний вигляд системи керування зі змінною структурою, структурна схема якої подана в даній роботі. Проведене імітаційне моделювання руху судна у середовищі MATLAB/Simulink для заданого курсу судна при фізичний обмеженості рушіїв судна. Моделювання демонструє ефективність запропонованого підходу за витратами палива та достатню точність стабілізації курсу в порівнянні з ПІД-регуляторами, які наразі використовуються майже у 90 % усіх систем керування. На основі отриманих результатів передбачаються подальші дослідження як щодо модифікації суднових авторульових та систем динамічного позиціонування, так і щодо застосування результатів дослідження для керування рухомими об’єктами інших типів та призначення, наприклад, безпілотних літальних об’єктів, а саме квадрокоптерів. Крім того, актуальною постає задача використання додаткових (наприклад, робастних) систем, які дозволяють модернізувати системи зі змінною структурою. Синтез таких дульних робастно-оптимальних систем керування дозволяє привести об’єкт до стабільного заданого стану за оптимальний час або витрачаючи найменшу кількість палива, при цьому компенсуючи в режимі «онлайн» неконтрольовані зовнішні впливи (наприклад, збурення або вітрове хвилювання).
Опис
Лебедєв, Д. О. Система керування зі змінною структурою для забезпечення максимальної швидкодії при стабілізації курсу судна = Variable structure control system with maximum action speed for stabilization of vessel’s course / Д. О. Лебедєв // Зб. наук. пр. НУК. – Миколаїв : НУК, 2018. – № 3–4 (474). – С. 60–65.
Ключові слова
керування судном, змінні зворотні зв’язки, максимальна швидкодія, оптимальна траєкторія, стабілізація курсу, управление судном, переменные обратные связи, максимальное быстродействие, оптимальная траектория, стабилизация курса, ship control, variable feedback loops, maximum action speed, optimal trajectory, course stabilization