Многоцелевой закон управления морскими системами динамического позиционирования под влиянием морского волнения
Аннотация
Работа посвящена синтезу многоцелевого управления в задаче динамического позиционирования морских судов с учетом морского волнения. Современные системы морского динамического позиционирования, как правило, строятся на основе нелинейных асимптотических наблюдателей, восстанавливающих скорости судна. В статье дополнительно к наблюдателю предлагается использовать динамический корректор, реализующий экономичный режим движения судна с целью снижения общего расхода топлива и предотвращения износа исполнительных механизмов. Для динамической настройки корректора используется оценка основной гармоники возмущающего воздействия. Для этого получена регрессионная модель первого порядка, неизвестный параметр которой зависит от основной частоты морского волнения. На основе метода градиентного спуска строится оценка частоты, обеспечивающая экспоненциальную сходимость ошибки оценивания к нулю. Применимость и эффективность предложенного подхода проиллюстрированы на практическом примере синтеза системы динамического позиционирования.
Литература
[2] Sørensen A.J. Lecture notes on marine control systems. Technical Report UK-12-76. Trondheim: Norwegian University of Science and Technology; 2012. (In Eng.).
[3] Fossen T.I., Strand J.P. Passive nonlinear observer design for ships using Lyapunov methods: full-scale experiments with a supply vessel. Automatica. 1999; 35(1):3-16. (In Eng.) DOI: https://doi.org/10.1016/S0005-1098(98)00121-6
[4] Koschorrek P., Siebert C., Haghani A., Jeinsch T. Dynamic Positioning with Active Roll Reduction using Voith Schneider Propeller. IFAC-PapersOnLine. 2015; 48(16):178-183. (In Eng.) DOI: https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2015.10.277
[5] Loria A., Fossen T.I., Panteley E. A separation principle for dynamic positioning of ships: theoretical and experimental results. IEEE Transactions on Control Systems Technology. 2000; 8(2):332-343. (In Eng.) DOI: https://doi.org/10.1109/87.826804
[6] Veremey E.I., Korchanov V.M. Multi-objective stabilization of a range of dynamic systems. Automation and Remote Control. 1988; 49(9):1210-1219. (In Eng.).
[7] Veremei E.I. Synthesis of multi-objective control laws for ship motion. Gyroscopy and Navigation. 2010; 1(2):119-125. (In Eng.) DOI: https://doi.org/10.1134/S2075108710020069
[8] Aranovskiy S., Bobtsov A., Kremlev A., Nikolaev N., Slita O. Identification of Frequency of Biased Harmonic Signal. European Journal of Control. 2010; 16(2):129-139. (In Eng.) DOI: https://doi.org/10.3166/ejc.16.129-139
[9] Vedyakov A.A., Vediakova A.O., Bobtsov A.A., Pyrkin A.A. Relaxation for online frequency estimator of bias‐affected damped sinusoidal signals based on Dynamic Regressor Extension and Mixing. International Journal of Adaptive Control and Signal Processing. 2019; 33(12):1857-1867. (In Eng.) DOI: https://doi.org/10.1002/acs.3034
[10] Pin G., Chen B., Parisini T. Robust finite-time estimation of biased sinusoidal signals: A volterra operators approach. Automatica. 2017; 77:120-132. (In Eng.) DOI: https://doi.org/10.1016/j.automatica.2016.10.31
[11] Gromov V.S., Vedyakov A.A., Vediakova A.O., Bobtsov A.A., Pyrkin A.A. First-order frequency estimator for a pure sinusoidal signal. In: 2017 25th Mediterranean Conference on Control and Automation (MED), Valletta; 2017. p. 7-11. (In Eng.) DOI: https://doi.org/10.1109/MED.2017.7984087
[12] Hassani V., Sørensen A.J., Pascoal A.M., Aguiar A.P. Multiple model adaptive wave filtering for dynamic positioning of marine vessels. In: 2012 American Control Conference (ACC), Montreal, QC; 2012. p. 6222-6228. (In Eng.) DOI: https://doi.org/10.1109/ACC.2012.6315094
[13] Fossen T.I. Handbook of Marine Craft Hydrodynamics and Motion Control. John Wiley & Sons, Ltd; 2011. (In Eng.) DOI: https://doi.org/10.1002/9781119994138
[14] Ioannou P.A., Sun J. Robust Adaptive Control. Courier Corporation, 2012. (In Eng.).
[15] Vedyakov A.A., Vediakova A.O., Bobtsov A.A., Pyrkin A.A., Kakanov M.A. Frequency estimation of a sinusoidal signal with time-varying amplitude and phase. IFAC-PapersOnLine. 2018; 51(32):663-668. (In Eng.) DOI: https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2018.11.501
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
Редакционная политика журнала основывается на традиционных этических принципах российской научной периодики и строится с учетом этических норм работы редакторов и издателей, закрепленных в Кодексе поведения и руководящих принципах наилучшей практики для редактора журнала (Code of Conduct and Best Practice Guidelines for Journal Editors) и Кодексе поведения для издателя журнала (Code of Conduct for Journal Publishers), разработанных Комитетом по публикационной этике - Committee on Publication Ethics (COPE). В процессе издательской деятельности редколлегия журнала руководствуется международными правилами охраны авторского права, нормами действующего законодательства РФ, международными издательскими стандартами и обязательной ссылке на первоисточник.
Журнал позволяет авторам сохранять авторское право без ограничений. Журнал позволяет авторам сохранить права на публикацию без ограничений.
Издательская политика в области авторского права и архивирования определяются «зеленым цветом» в базе данных SHERPA/RoMEO.
Все статьи распространяются на условиях лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная, которая позволяет другим использовать, распространять, дополнять эту работу с обязательной ссылкой на оригинальную работу и публикацию в этом журналe.
