آنالیز و کنترل مقید حرکت غلتش عرضی یک شناور نظامی با باله های فعال

یکی از مهم‌ترین حرکات یک شناور در امواج دریا، حرکت غلتش عرضی می‌باشد. شتاب‌های عرضی و عمودی ناشی از این حرکت، باعث اختلال در عملکرد خدمه، افزایش زمان ماموریت، دریازدگی کارکنان، آسیب رساندن به محموله، ناکارآمدی و کاهش عملکرد تجهیزات الکترونیکی، واژگونی شناور، افزایش مصرف انرژی و در کل سبب ناپایداری عرضی شناور می‌گردد. جهت جلوگیری از این پیامدها، انتخاب پایدارساز و سیستم کنترلی مناسب ضروری است. هدف از این تحقیق این است که ضمن آنالیز حرکت غلتش عرضی یک شناور نظامی، کنترل‌کننده مناسب جهت کاهش دامنه این حرکت با استفاده از پایدارساز باله‌های فعال طراحی گردد. بدین منظور ابتدا مدل مناسب برای حرکت غلتش عرضی شناور و همچنین پایدارساز باله استخراج شده است. از آنالیز دینامیک سیالات محاسباتی به منظور بررسی رفتار باله‌ها با سیال و همچنین محاسبه ضریب نیروی برآ باله‌ها استفاده شده است. یک کنترل کننده lqr مقید به منظور کنترل حرکت غلتش عرضی در حضور محدودیت‌های عملگر الکتروهیدرولیکی باله‌ها طراحی و استفاده شده است. به منظور افزایش اعتبار نتایج این تحقیق، عملکرد این کنترل کننده با نتایج یک کنترل کننده pid مقایسه شده است. نتایج شبیه‌سازی کاهش قابل توجه دامنه غلتش عرضی و دست‌یابی به استاندارد ناتو در این زمینه را نشان می‌دهد.

Analyze and constrained control of ship roll motion for frigate navy with active fins

One of the most important of ship motions in sea waves is roll, which causes transverse and vertical accelerations and loss of operational performance of the frigate warship by making limitation in comfort, workability, safety, reduce the performance of weapons and navigation equipment as well as increase the mission time and energy consumption. To prevent these events it is essential selection of suitable stabilizer and control system .The purpose of this research is, analayze of roll motion and suitable controller design for decreasing the amplitude of this motion. for this is extracted suitable finroll model as well as computational fluid dynamics method for the finroll stabilizer, and flow analysis was done. Because there are fin constraints, in particular the dynamic stall and mechanical fin angle saturation, the constrained control was designed for finroll system and the results were compared with PID controller results. The results showed the LQR control had positive effects on significant reduction in the roll amplitude and achieving to the roll operational performance of the frigate warship according to NATO standard.