Έλεγχος εγκάρσιας πορείας πλοίου

Κωστάκης, Γεώργιος

Ship’s control in the lateral direction

Μεταπτυχιακή διπλωματική εργασία

Author

Κωστάκης, Γεώργιος

Date

2023-03

Advisor

Χαμηλοθώρης, Γεώργιος

Μεταπτυχιακή εργασία (3.504Mb)

Keywords

Αυτόματος πιλότος πλοίων ; Μοντέλο Nomoto ; PID controller ; Model predictive control ; MPC

Abstract

Σ’ αυτή την εργασία εξετάζεται το πρόβλημα ελέγχου του πλοίου, ώστε να δια-τηρεί σταθερή την πορεία του, παρά τις διαταραχές που δέχεται από το θαλάσσιο περιβάλλον (κύματα, άνεμο, ρεύματα). Ειδικότερα, χρησιμοποιώντας την απλή αλλά διαχρονικά πετυχημένη διάταξη που πρότειναν οι Nomoto et al. (1957) αξιολογείται ένας Αυτόματος Πιλότος (ΑΠ) διατήρησης πορείας, όπου ο ελεγκτής του συστήματος χρησιμοποιεί τη τεχνική του Προβλεπτικού Ελέγχου MPC. Η σύγκριση με σύστημα που χρησιμοποιεί ελεγκτή τριών όρων αποκαλύπτει την εντυπωσιακή βελτίωση της δυναμικής συμπεριφοράς του πλοίου. Ωστόσο, είναι απαραίτητο να χρησιμοποιηθεί Προσαρμοστικός Προβλεπτικός Έλεγχος (Adaptive MPC) προκειμένου να αντισταθμιστούν οι διαταραχές από το θαλάσσιο περιβάλλον, όπως και τυχόν εσωτερικές διαταραχές του συστήματος.

Abstract

This MSc Thesis discuss the problem of controlling the ship, in order to maintain its course, despite the disturbances it receives from the marine environment (waves, wind, currents). In particular, using the simple but permanent successful model that proposed by Nomoto et.al (1957), a course Autopilot is evaluated where the system controller uses the MPC (Model Predictive Control) technique. The comparison with a system using a PID controller reveals the impressive im-provement in the ship's dynamic behavior. However, it is necessary to use Adaptive MPC in order to compensate the disturbances from the marine environment, as well as any internal system disturbances.