طراحی سامانه هوشمند تعقیب مسیر برای شناورهای جابه جایی با در نظر گرفتن دینامیک غیرخطی

امروزه محققین به دنبال ارائه راهکارهایی برای هوشمندسازی و حذف نیروی انسانی برای کاهش میزان خطا و هزینه های سفرهای دریایی هستند. هدف از این مطالعه طراحی سیستم هوشمند برای یک مدل شناور نفتکش، به منظور تعقیب موقعیت ها و حالت متناسب است. باتوجه به ماهیت غیرخطی دینامیک شناورهای جابه جایی، در این پژوهش به بررسی رفتار سیستم در حالت غیرخطی با در نظر گرفتن کنترلر پرداخته شده است. از روش کنترل pid و مود لغزشی (smc) برای کنترل عملگرهای شناور استفاده شده است. برای بررسی عملکرد کنترلر طراحی شده، ماموریت های مختلفی ازجمله کنترل سرعت و زوایای حرکت، تعقیب مسیر، تعقیب نقاط تعریف شده مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که در حالت تعقیب مسیر چنانچه سرعت شناور قابل توجه نباشد، میتوان عملکرد متناسبی از سیستم هوشمند انتظار داشت. کنترل مود لغزشی که کنترلی غیر خطی است در کنترل زاویه سکان و مسیر عملکرد بهتری با نوسانات مطلوبی از خود نشان میدهد. اما کنترل خطی pid در زمینه کنترل سرعت پیشروی، عملکرد بهتری از خود نشان میدهد اما در کنترل جهت گیری شناور عملکرد ناپایدارتری نسبت به کنترل مود لغزشی دارد.

designing the way point tracking intelligent system for displacement vessels with considering nonlinear dynamics

today, researchers are looking for ways to intelligentize and eliminate human wrong to reduce the amount of errors and costs of sea voyages.  the purpose of this study is to design an intelligent system for the displacement vessel model of a tanker in order to track trajectory and appropriate state.  since the dynamics of vessel is nonlinear, in this research, the behavior of the system in nonlinear mode is investigated by considering the controller.  pid control method and sliding mode control (smc) have been used to control actuators, which have the ability to control vessel movements in different directions and modes.  to check the performance of the designed controller, various missions such as controlling speed and heading angle, trajectory tracking have been investigated.  the obtained results show that each controller has ability of speed and heading angle control with acceptable accuracy and slight difference.  in the trajectory tracking mode, if movement speed is not significant, we can expect a proportional performance from the intelligent system.  in sliding mode control, which is a non-linear control, it shows better performance with favorable fluctuations in controlling the rudder angle and tracking.  however pid, it performs better in controlling propeller rotating, but it performs more unstable in controlling direction.