6800810505

Mirosław Tomera

Akademia Morska w Gdyni

POZYCYJNE STEROWANIE RUCHEM STATKU Z RÓŻNYMI TYPAMI OBSERWATORÓW. BADANIA SYMULACYJNE

W pracy przedstawiono wyniki badań symulacyjnych układu sterowania wielowymiarowego ruchem statku z różnymi typami obserwatorów. Jako model matematyczny dynamiki statku zastosowany został model statku treningowego „Blue Lady", wykorzystywany do szkolenia kapitanów w Ośrodku Manewrowania Fundacji Bezpieczeństwa Żeglugi i Ochrony Środowiska na jeziorze Silm w Iławie/ /Kamionce. Algorytm sterowania wielowymiarowego ruchem statku po powierzchni wody wykorzystuje wektor stanu, składający się z sześciu zmiennych, przy czym trzy z nich są mierzone. Są to współrzędne położenia (x, y) mierzone przez GPS oraz kurs statku y mierzony przez żyrokompas, pozostałe trzy u — prędkość wzdłużna, v — prędkość poprzeczna, r — prędkość kątowa są estymowane. W pracy przebadano układy sterowania wielowymiarowego, wykorzystujące obserwatory zbudowane na podstawie filtru Kalmana, rozszerzony filtr Kalmana, filtr ciągły Kalmana-Bucy i obserwator nieliniowy. Słowa kluczowe: sterowanie statkiem, obserwatory stanu, dynamiczne pozycjonowanie.

WSTĘP

Nowoczesne jednostki morskie wyposażone są w złożone układy sterowania ruchem, których cele zależą od stawianych tym jednostkom zadań. Do zadań realizowanych przez układy sterowania zalicza się między innymi: sterowanie statkiem na kursie, sterowanie wzdłuż zadanej trajektorii, dynamiczne pozycjonowanie oraz redukowanie kołysań statku powodowanych przez fale.

Układy dynamicznego pozycjonowania są tradycyjnie aplikacjami stosowanymi przy małych prędkościach, gdzie podstawowym zadaniem jest utrzymywanie stałego położenia i kursu lub poruszanie się z małą prędkością od jednego punktu do drugiego [8].

1. UKŁAD STEROWANIA WIELOWYMIAROWEGO RUCHEM STATKU

Układ dynamicznego pozycjonowania dla jednostek morskich podzielony został na zbiór dedykowanych modułów z zaprojektowanymi zadaniami. Te najbardziej znaczące elementy pokazano na rysunku 1 [7].