ترجمه فارسی عنوان مقاله

مسیر ردیابی و کنترل غیر خطی عملکرد کامل کشتی با اختلال

عنوان انگلیسی

Trajectory Tracking Control of Nonlinear Full Actuated Ship with Disturbances

کد مقاله	سال انتشار	تعداد صفحات مقاله انگلیسی
53501	2011	6 صفحه PDF

منبع

Publisher : IEEE (آی تریپل ای)

Journal : Soft Computing and Pattern Recognition (SoCPaR), Date of Conference: 14-16 Oct. 2011 Page(s): 318 - 323 Print ISBN: 978-1-4577-1195-4

فهرست مطالب ترجمه فارسی

خلاصه

مقدمه

بیان مساله

طراحی ناظر اختلال

طراحی قانون کنترل

شبیه سازی

شکل1 مسیر واقعی و مسیر مرجع درصفحهxy

شکل .2.منحنی از موقعیت مطلوب و واقعی و مسیر انحراف زاویه. است

شکل.3. منحنی های ورودی کنترل.

شکل4. منحنی های اختلالات خروجی و برآورد آن ها.

نتیجه گیری

تشکر و قدردانی

ترجمه کلمات کلیدی

مسیر کشتی ردیابی کنترل؛ اختلال مشاهده کننده؛ پسگام؛ غیر خطی؛

کلمات کلیدی انگلیسی

ship trajectory tracking control; disturbance observer; backsteping; nonlinear;

ترجمه چکیده

این مقاله بر حسب تکنیک backstepping (پسگام)بناین نهاده شده و یک طرح از هر کنترل کننده ردیابی خط سیر مرجع را برای وسیله های شناور در سطح تحت تاثیر اعوجاجات محیطی متغیر در زمان نامشخص را ارائه میکند.مدلهای ریاضی از حرکت غیر خطی کشتی های سطح آب شامل کوریولیس و ماتریس متمرکز و بخش میرا کننده غیر خطی،میشود.رویتگر طرح تامین یک تخمین از اعوجاجات نامشخص میباشد.نتایج شبیه سازی یک مدل کشتی نشانگر منطقی بودن کنترل گشتاور و کنترل نیرو(قدرت) است وعملکرد آنها در حالت گذرا و حالت پایدار رضایتبخش هستند.این ثابت شده که قانون کنترل ردیابی خط سیر مطرح شده میتواند نتایج حلقه بسته سیستم تعقیب خط سیر از کشتی نهایتا به حالت جهانی محدود شود و همچنین حصول هدف از ردیابی خط سیر فرم جهانی محدودیت همه سیگنالهای سیستم را تضمین میکند .خواص قانون کنترل مطرح شده تایید میگردد.

ترجمه مقدمه

در حال حاظر کنترل سطح شناورها، یک مشکل برای تاسیسات دریائی است، که برای سالها به طور ویژه ای مورد توجه مهندسان کنترل(جمعیت کنترل کننده)بوده است. این امر برای امنیت در هدایت، ذخیره انرژی و کاهش تلفات جهت مسیر یابی کشتی،ضروریست.اتو پایلوت برای هدایت تجهیزات کشتی یک واژه معمولی است که نمیتواند هدایت کامل آن را براورده کند، زیرا بایاسها به طور مستقیم کنترل نمیشوند.با توسعه علم و تکنولوژی و بویژه ظهور DGPSحل مشکلات دنبال کردن خط سیر کشتی،با دقت بالا ممکن شده است.همچنین با INTERTIAی بزرگ حرکت دینامیکی کشتی مشخص میشود تاخیر زیاد ، قدرت غیر خطی کشتی در طول هدایت، عوامل محیطی نظیر باد و امواج و اعوجاج، هدایت و کنترل حرکت کشتی را مشکل تر میکند. بنا بر این تحقیق در خصوص مشکلات کنترل خط سیر کشتی از نظر تئوری و عملی توجه زیادی را به خود جلب کرده . یک کنترل کننده خط سیر کشتی برای اینکه سیستم به طور موضعی ثبات بدون علامتی داشته باشد با تلفیق LQG با کنترل تغذیه ای، طراحی شده است.منطق کنترل با کنترل PID به ثبات نسبی جهان ی در سیستم مسیریابی کشتی رسیده است. در پی روشن شدن مزایای شبکه های عصبی از مدلهای باسازگاری آزاد یک کنترل کننده مسیر یابی کشتی با عملکرد خود آزمائی و خود تلفیقی کشف شده است. در تمام رفرنسهای فوق مدلهای مورد استفاده ، فرم ساده شده خطی را ارائه میکنند. همزمان با پیشرفت تئوری کنترل و تجهیزات برتر کنترلی یکی از دغدغه های این رشته استفاده از یک مدل غیر خطی مناسب ریاضی جهت تشریح خصوصیات دینامیکی حرکت کشتی است. در سالهای اخیر تعداد قابل توجهی از تکنیکهای غیر خطی جهت مشکل کنترل کشتیها طراحی شده. جیانگ دو قانون کلی کنترلی مسیر را بر اساس روش مستقیم لیاپانوف برای مسیرهای قابل کنترل ارائه داد و همکارانش کار وی را گسترش دادند و یک قانون کنترلی برای اعوجاجات محیط(مسیر) مانند موج، باد، و امواج اقیانوس برای حرکت کشتی در یک مسیر خطی طراحی کردند. پترسون و نیگمیجر با استفاده از دیدگاه BACK STEPPING یک ثبات دهنده نسبتا" کاملی را برای خطاهای مسیری هر نوع خط سیری را ارائه دادند.همچنین آنان قانون کنترل را طراحی کردند و ثبات کلی سیستم مسیریاب با حلقه بسته را بدست آوردند و با نتایج تجربی حاصله از کشتیهای کوچک ارزشمند شناخته شدند. رویکرد (8) جهت دستیابی به قانون کلی کنترل همگرائی صورت گرفته. در رویکرد (9) با مسیر مشابه و خط سیر مشابه به آنچه که در 8 مطرح شده ،تست شده است. در رویکرد(10) یک ثبات کاربردی مسیرهای رفرنس برای کشتیهای با تجهیزات کامل و بر اساس تئوریهای قیاسی را ارائه میکند. در رویکرد (11)فیدبک خارجی کنترل کننده برای مدل ریاضی حرکت غیر خطی کشتی که شامل میراکننده صرفا" خطی است،طراحی شده که منجر به یک ثبات نسبی کلی با یک کنترل کننده حلقه بسته در مسیر کشتی میشود. DUدر رویکرد (12)و همکاران یک قانون کنترل مسیر یاب غیر خطی را برای کشتیهای با تجهیزات کامل کوریولیس و ماتریس مرکزی و میرا کننده غیر خطی تحت اعوجاجات منطبق بر طرح back steppingطراحی کردند. به هر حال شرایط دریائی کشتی همیشه تغییر میکند. بنا بر این دستیابی به اختلالات ایجاد شده با باد ،امواج و جریان ها برحسب زمان ناشناخته است. این مقاله یک کنترل کننده مسیریابی کشتی بر اساس اختلالات جنبنده و روش back stepping و روش مستقیم لیوپانوف را بررسی میکند. در طراحی کنترل کننده جهت فراهم شدن یک اختلال خارجی ناشناخته،رویتگر دچار اختلال معرفی میشود. بقیه این مقاله بر طبق آنچه در ذیل آمده طرح شده است. - در قسمتC مدل غیر خطی ریاضیاتی 3DOFاز یک سطح از حرکت کشتی تحت اختلالات ناشی از باد، امواج و جریان های اقیانوس ارائه میشود. - در قسمتC، قانون کنترل مسیریابی کشتی بر اساس روش back stepping و یک رویتگر مختل ارائه میشود. - نتایج تحریکی جهت ارزش دادن به کنترل کننده طراحی شده در قسمت Cارائه میشود که با بحث دنبال میشود.

دانلود رایگان 2 صفحه اول مقاله لاتین (PDF)

پیش نمایش مقاله

چکیده انگلیسی

Based on backstepping technique, this paper presents a design of any reference trajectory tracking controller for marine surface vessels under unknown time-variant environmental disturbances. The mathematical model of nonlinear surface ship movement includes Coriolis and centripetal matrix and nonlinear damp term. The observer is constructed for providing an estimation of unknown disturbances. It is proved that the designed ship trajectory tracking control law can make the resulting closed loop trajectory tracking system of ship be the globally uniformly ultimately bounded and achieve the object of trajectory tracking, while guarantee the global uniform boundedness of all signals of system. The simulation results on a model ship show that the control force and control torque are reasonable, and the transient state and steady-state performances are satisfactory. The effectiveness of the designed control law is verified.