Розвиток Систем Прогнозованого Управління Транспортними Засобами Морського Базування

EasyChair Preprint 15629

Abstract

Автоматизоване маневрування суден в стиснутих умовах зазвичай вимагають стовідсоткового резервування підрулюючих пристроїв (ПП) різних модифікацій та розташування. Ієрархія системи керування рухом (СКР) зазвичай розділена на кілька рівнів за допомогою високорівневого контролера руху та алгоритму розподілу управління двигунами ПП. Це дозволяє створити модульну конструкцію програмного забезпечення, де контролер високого рівня (КВР) можна спроектувати без використання вичерпної інформації про двигуни ПП, а питання розгалуження вхідного сигналу та обмеження швидкості обробляються СКР. Для певного набору конфігурацій ПП таке від’єднання може призвести до зниження продуктивності керування через обмеженість даних КВР щодо фізичних обмежень судна та поведінку СКР.

У статті досліджуються різні підходи до покращення продуктивності керування з використанням нелінійного прогнозованого керування моделлю (MPC) як основи для розроблених контролерів руху через його оптимізоване рішення та здатність враховувати обмеження. По-перше, реалізується відокремлена система та надаються результати для двох простих рухових завдань, що показують проблеми, пов’язані з роз’єднанням. Після цього застосовуються два різні підходи для усунення виявлених недоліків. Розроблено нелінійний контролер MPC, який поєднує контролер руху та розподілу управління двигунами ПП, що призводить до більш надійної системи керування. Потім, для збереження модульності системи керування, проводиться дослідження можливих шляхів розширення відокремленої системи для досягнення адекватної продуктивності, на кшталт комбінованих систем. Одним із запропонованих рішень є нелінійний контролер MPC із змінними в часі обмеженнями, які враховують поточні обмеження системи управління ПП, що дозволить збільшити точність управління та зменшити час відгуку системи на 10 %.

Keyphrases: diagnostics, high level controller, predictive control, ship propulsion complex, thrusters

@booklet{EasyChair:15629,
  author    = {Vitalii Budashko and Dmytro Filimonov},
  title     = {Development of Predictive Control Systems for Marine-Based Vehicles},
  howpublished = {EasyChair Preprint 15629},
  year      = {EasyChair, 2024}}