УДОСКОНАЛЕННЯ МЕТОДІВ УПРАВЛІННЯ СУДНОМ ПО ЗАДАНІЙ ТРАЄКТОРІЇ
10.33815/2313-4763.2023.1–2.26–27.029–043
Анотація
У даній роботі досліджуються проблеми та рішення автоматизації навігації суден, зосереджуючись на вдосконаленні автоматичних пристроїв і систем для контролю руху суден по заданій траєкторії. У статті наведено огляд сучасних математичних моделей, алгоритмів функціонування та методів їх реалізації, з точки зору їх впливу на ефективність систем контролю за траєкторією. Підкреслено потенційні обмеження певних методів впровадження та відповідну необхідність перегляду законів управління або пошуку нових підходів для параметричної та структурної ідентифікації процесу управління. Метою дослідження є удосконалення методів управління судном на заданій траєкторії. Представлені математичні залежності руху по прямолінійній та криволінійній траєкторіях. Встановлено залежності та зв’язки між заданим шляхом судна й динамічними параметрами, що використовуються для контролю слідування траєкторії судном. Ефективність представленого алгоритму управління судном по заданій траєкторії підтверджена імітаційним моделюванням руху на прикладі контейнеровозу типу S-175. У даній роботі, зокрема, наведені результати імітаційного моделювання як для прямолінійної складової заданого маршруту судна, так і для криволінійного відрізку маршруту, з урахування точки початку повороту та динамічної кутової швидкості судна для утримання судна на запланованій криволінійній траєкторії.
Посилання
2. Pipchenko, O. and Shevchenko, V. (2018). “Robust Automatic Ship Heading Controller For Various Conditions,” Marine Intellectual Technologies - Scientific journal, vol. 4, no. 04, pp. 208–214.
3. Liu, Z. (2019). “Practical backstepping control for underactuated ship path following associated with disturbances,” IET Intelligent Transport Systems, vol. 13, no. 5, pp. 834–840, doi: 10.1049/iet-its.2018.5448.
4. Fu, M., Shang, W., and Wang, T. (2019). “Robust Sliding Mode Control-Based Trajectory Tracking Control for an Underactuated Surface Vessel With Prescribed Performance,” 2019 Chinese Control Conference (CCC), doi: 10.23919/chicc.2019.8865240.
5. Zhang, G. et al. (2018). “A novel adaptive second order sliding mode path following control for a portable AUV,” Ocean Engineering, vol. 151, pp. 82–92, doi: 10.1016/j.oceaneng.2017.12.054.
6. Sun, Z., Zhang, G., Yi, B., and Zhang, W. (2017). “Practical proportional integral sliding mode control for underactuated surface ships in the fields of marine practice,” Ocean Engineering, vol. 142, pp. 217–223, doi: 10.1016/j.oceaneng.2017.07.010.
7. Sun, Z., Zhang, G., Yang, J., and Zhang, W. (2017). “Research on the sliding mode control for underactuated surface vessels via parameter estimation,” Nonlinear Dynamics, vol. 91, no. 2, pp. 1163–1175, doi: 10.1007/s11071-017-3937-8.
8. Zheng, Z., Huang, Y., Xie, L., and Zhu, B. (2018). “Adaptive Trajectory Tracking Control of a Fully Actuated Surface Vessel With Asymmetrically Constrained Input and Output,” IEEE Transactions on Control Systems Technology, vol. 26, no. 5, pp. 1851–1859, doi: 10.1109/ tcst.2017.2728518.
9. Zheng, Z. and Feroskhan, M. (2017). “Path Following of a Surface Vessel With Prescribed Performance in the Presence of Input Saturation and External Disturbances,” IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, vol. 22, no. 6, pp. 2564–2575, doi: 10.1109/tmech.2017.2756110.
10. Zheng, Z. and Sun, L. (2017). “Error-constrained path-following control for a stratospheric airship with actuator saturation and disturbances,” International Journal of Systems Science, vol. 48, no. 16, pp. 3504–3521, doi: 10.1080/00207721.2017.1381889.
11. Zheng, Z., Sun, L., and Xie, L. (2018). “Error-Constrained LOS Path Following of a Surface Vessel With Actuator Saturation and Faults,” IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics: Systems, vol. 48, no. 10, pp. 1794–1805, doi: 10.1109/tsmc.2017.2717850.
12. Fossen, T. I. (2011). “Handbook of Marine Craft Hydrodynamics and Motion Control,” doi: 10.1002/9781119994138.
13. Ghommam, J., Ferik, S. E., and Saad, M. (2018). “Robust adaptive path-following control of underactuated marine vessel with off-track error constraint,” International Journal of Systems Science, vol. 49, no. 7, pp. 1540–1558, doi: 10.1080/00207721.2018.1460412.
14. Karney, C. F. F. (2012). “Algorithms for geodesics,” Journal of Geodesy, vol. 87, no. 1, pp. 43–55, doi: 10.1007/s00190-012-0578-z.
15. Vincenty (1975). “Direct and inverse solutions of geodesics on the ellipsoid with application of nested equations,” Survey Review, vol. 23, no. 176, pp. 88–93, doi: 10.1179/sre.1975.23.176.88.
16. Lukomskij, Yu. A., Peshekhonov, V. G. and Skorohodov, D. A. (2002). “Navigaciya i upravlenie dvizheniem sudov”, Uchebnik. SPb.: Elmor. 360 p.
