طراحی سیستم کنترل مبتنی بر بازخورد موقعیت و تخمین اختلال در تثبیت موقعیت دینامیکی شناورهای دریایی

در این مقاله یک روش جدید طراحی سیستم کنترل مبتنی بر بازخورد سیگنال موقعیت و مشاهده‌گر اختلال برای تثبیت موقعیت دینامیکی شناور‌های دریایی ارایه شده‌است. این سیستم از یک کنترل‌کننده در مسیر مستقیم و یک فیلتر- مشاهده‌گر پیشنهادی در مسیر بازخورد تشکیل شده‌است. ساختار فیلتر- مشاهده‌گر ترکیبی از یک فیلتر شکافدار اصلاح ‌شده و یک مشاهده‌گر غیرخطی ‌بوده که به صورت سری به هم متصل شده‌اند. وظیفه فیلتر، تخمین حرکت فرکانس پایین و حذف حرکت فرکانس موج شناور با استفاده از سیگنال موقعیت است. اختلال فرکانس پایین و سرعت شناور توسط مشاهده‌گر غیرخطی و با استفاده از حرکت فرکانس پایین شناور تخمین ‌زده می‌شود. مستقل بودن فیلتر از مشاهده‌گر باعث افزایش کیفیت و دقت در تخمین حرکت فرکانس پایین، اختلال و سرعت شناور میشود که به نوبه خود باعث افزایش کیفیت عملکرد سیستم کنترل می‌گردد. علاوه بر این، فیلترینگ و تخمین حرکت فرکانس پایین مستقل از مدل‌های شناور و اختلال فرکانس پایین بوده و لذا نسبت به نامعینی‌های مدل مقاوم است. در شبیهسازی عددی، اهمیت و تاثیر فیلترینگ موج و تخمین اختلال فرکانس پایین بر کاهش نوسانات سیگنال کنترل بررسی میشود که از نقطه نظر کاهش سایش و خرابی محرک‌ها، کاهش مصرف سوخت و مقاوم شدن سیستم کنترل در مقابل اختلال‌های محیطی بر روی یک شناور سطحی اهمیت دارد. علاوه بر این، عملکرد سیستم کنترل پیشنهادی با عملکرد روش متداول مقایسه شده و صحت و برتری عملکرد آن نشان‌داده میشود.