Skip to main content
SUPERVISOR
Mehdi Keshmiri,Mohammad Danesh
مهدی کشمیری (استاد راهنما) محمد دانش (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mohammad ali Azargoon
محمدعلی آذرگون

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1395

TITLE

Thrust Allocation of Dynamic Positioning System of a Marine Vessel Based on Covariance Matrix Adaptation Evolution Strategy (CMA-ES)
Control allocation (thrust allocation) is a very important issue in marine vessel applications and doing this task is really challenging in the presence of linear and nonlinear constraints on actuators and effectors. Usually, thrust allocation problems treated as an optimization problem. First, thrust and angle of each thrusters are optimized and then other goals such as minimizing the power, singularity avoidance, tear and wear minimization of thrusters are handled. In this thesis, a new approach is presented for thrust allocation based on the covariance matrix adaptation evolution strategy (CMA-ES) and it is implemented on a marine vessel with 7 azimuth thrusters to indicate appropriate performance of the proposed approach. Since the CMA-ES is unable to consider linear constraints, a term is defined and augmented in the cost function in order to handle linear constraints. The proposed approach determines actual allocated control effort with a little difference to command virtual control effort and with less consumed power respect to other approaches. In addition, it has a more convergence speed. Simulation results show the accuracy and efficiency of the proposed approach. Keywords: Control allocation, Thrust allocation, Dynamic positioning system, CMA-ES algorithm, Optimization, Thrusters
تخصیص کنترل (تخصیص رانش) یک موضوع مهم در کاربردهای شناورهای دریایی است و انجام این وظیفه در حضور قیدهای خطی و غیرخطی موجود بر روی عملگرها و محرک‌های سیستم مکانیکی چالش برانگیز است. معمولا مسائل تخصیص رانش در سیستم‌ تثبیت موقعیت دینامیکی را به صورت یک مساله بهینه‌سازی فرمول‌بندی می‌کنند و بعد از تخصیص نیروها و زوایای هر رانشگر که مهم‌ترین هدف مساله است اهدافی مانند کمینه کردن توان، اجتناب از حالت منفرد، کاهش سایش و استهلاک رانشگرها را مورد بررسی قرار می‌دهند. در این پایان‌نامه، با استفاده از الگوریتم راهبرد انطباق ماتریس کواریانس روشی برای تخصیص رانش سیستم‌های شناو‌رهای دریایی معرفی می‌شود و برای نشان دادن کارکرد مناسب آن، این روش بر روی یک شناور دریایی که به هفت رانشگر آزیموث مجهز است، پیاده‌ سازی شده‌است. از آن‌جا که نمونه الگوریتم استفاده شده توانایی در نظر گرفتن قید‌های خطی را ندارد، جمله‌ای در تابع هدف مساله تخصیص رانش تعریف شده است که موجب می‌شود قیدهای خطی در مساله تخصیص رانش سیستم تثبت موقعیت دینامیکی شناور دریایی رعایت شوند. روش پیشنهادی سیگنال کنترلی تخصیص یافته واقعی را با اختلاف ناچیزی نسبت به سیگنال کنترلی فرمان داده شده مجازی، با توان مصرف شده کمتر نسبت به روش‌های موجود به دست می‌آورد. علاوه بر این، سرعت همگرایی این روش نیز بیشتر است. نتایج شبیه‌سازی دقت و کارآیی این روش را به خوبی نشان می‌دهند. کلمات کلیدی: تخصیص کنترل، تخصیص رانش ، سیستم تثبیت موقعیت دینامیکی، الگوریتم راهبرد تکامل انطباق ماتریس کوواریانس، بهینه‌سازی، رانشگرها

ارتقاء امنیت وب با وف بومی