Skip to main content
SUPERVISOR
Mehdi Loueipour,Mohammad Danesh
مهدی لوئی پور (استاد مشاور) محمد دانش (استاد راهنما)
 
STUDENT
Alireza Hosseinnajad alvanagh
علیرضا حسین نژادالوانق

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1394

TITLE

Design of a Sliding Mode Control System for Dynamic Positioning of Marine Vessels in the Presence of Uncertainties
The design of control systems for dynamic positioning (DP) of marine vessels in the presence of uncertainties is a challenging task. In order to take these uncertainties into account, different control methods are applied. In this thesis, a robust control method based on sliding mode methodology is considered for DP of a marine vessel in the presence of uncertainties. To consider the effect of uncertainties in the vessel model, a nominal value for inertia and damping matrices is considered and uncertainties are presented by unknown bounded time-varying matrices. Also, because of unavailability of vessel velocities and bias term, an observer needs to be utilized. For this, a nominal model-based observer is used and the effect of uncertainties in the performance of the observer are taken into account. The stability analyses are presented for both the estimation error dynamics and the closed-loop control system. It is proved that the observation error dynamics and the error dynamics of the closed-loop control system are both globally uniformly ultimately bounded (GUUB). Also, simulations show that, the observation error is ultimately bounded and the control system is capable of positioning the vessel at desired values with acceptable accuracies. Keywords: Dynamic Positioning, Globally Uniformly Ultimately Bounded, Marine Vessel, Observer, Robust Control Method, Sliding Mode, Uncertainties
طراحی کنترل کننده به منظور تثبیت موقعیت دینامیکی شناور های سطحی در حضور نامعینی ها یک وظیفه چالش برانگیز است. به منظور در نظر گرفتن نامعینی ها، روش های کنترلی مختلفی مورد استفاده قرار می گیرند. در این پایان نامه، یک کنترل کننده مقاوم مبتنی بر روش مد لغزشی برای تثبیت موقعیت دینامیکی شناور در حضور نامعینی ها درنظر گرفته می شود. به منظور اعمال نامعینی ها در معادلات شناور، مقادیر نامی برای ماتریس های اینرسی و میرایی در نظر گرفته و نامعینی ها توسط ماتریس های کراندار نامعلوم متغیر با زمان در معادلات لحاظ گردیده اند. همچنین، با توجه به عدم دسترسی به سرعت های شناور و نیز اغتشاشات خارجی، از یک مشاهده گر به منظور تخمین حالت و اغتشاش استفاده می شود. بدین منظور، یک مشاهده گر نامی مبتنی بر مدل معرفی گردیده و اثر نامعینی ها در عملکرد آن بررسی می گردد. تحلیل پایداری هم برای دینامیک خطای تخمین و هم سیستم کنترلی ارائه می شود. تحلیل پایداری حاکی از این است که خطای تخمین و خطای سیستم کنترلی در نهایت به صورت یکنواخت سراسری کراندار خواهند بود. همچنین، نتایج شبیه سازی، قابلیت سیستم کنترلی به منظور جبران اثر نامعینی ها و حفظ موقعیت شناور با دقت خوبی را نشان می دهد. کلمات کلیدی: تثبیت موقعیت دینامیکی، نهایتاً کراندار یکنواخت سراسری، شناور دریایی، مشاهده گر، کنترل کننده مقاوم، مد لغزشی، نامعینی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی