Pozycyjne sterowanie ruchem statku z różnymi typami obserwatorów. badania symulacyjne

W pracy przedstawiono wyniki badań symulacyjnych układu sterowania wielowymiarowego ruchem statku z różnymi typami obserwatorów. Jako model matematyczny dynamiki statku zastosowany został model statku treningowego „Blue Lady”, wykorzystywany do szkolenia kapitanów w Ośrodku Manewrowania Fundacji Bezpieczeństwa Żeglugi i Ochrony Środowiska na jeziorze Silm w Iławie/ /Kamionce. Algorytm sterowania wielowymiarowego ruchem statku po powierzchni wody wykorzystuje wektor stanu, składający się z sześciu zmiennych, przy czym trzy z nich są mierzone. Są to współrzędne położenia (x, y) mierzone przez GPS oraz kurs statku ψ mierzony przez żyrokompas, pozostałe trzy u – prędkość wzdłużna, v – prędkość poprzeczna, r – prędkość kątowa są estymowane. W pracy przebadano układy sterowania wielowymiarowego, wykorzystujące obserwatory zbudowane na podstawie filtru Kalmana, rozszerzony filtr Kalmana, filtr ciągły Kalmana-Bucy i obserwator nieliniowy.

---

The article presents the results of simulation tests of the multidimensional ship motion control system with different types of observers. The mathematical model of ship dynamics is based on the model of the training ship “Blue Lady” used for training captains in the Manoeuvring Centre of the Foundation for Sailing Safety and Environment Protection on the lake Silm in Ilawa/Kamionka. The algorithm of the multidimensional control of ship motion over water surface makes use of the state vector consisting of 6 variables, three of which are measured, including the position coordinates (x, y) measured by GPS, and the ship heading ψ measured by the gyro-compass. The three remaining variables, i.e. u – surge velocity, v – sway velocity, and r – yaw velocity are estimated. The objects of tests were the multidimensional control systems making use of estimators constructed based on the discrete Kalman filter, the extended Kalman filter, the continuous Kalman-Buca filter, and the nonlinear observer.