Arbitrarily converging time controller for trajectory tracking of dynamically positioned vessel

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorBenwei Zhang
dc.contributor.authorZhaodi Yang
dc.contributor.authorXiaoming Xia
dc.contributor.authorHeorhii Babkin
dc.contributor.authorPei Xu
dc.contributor.authorБенвей Чжан
dc.contributor.authorЧжаоді Ян
dc.contributor.authorСяомін Ся
dc.contributor.authorГеоргій Бабкін
dc.contributor.authorПей Сю
dc.date.accessioned2025-05-21T07:12:12Z
dc.date.available2025-05-21T07:12:12Z
dc.date.issued2024
dc.descriptionArbitrarily converging time controller for trajectory tracking of dynamically positioned vessel = Довільно збіжний часовий контролер для відстеження траекторії судна з динамічним позиціюванням / Benwei Zhang, Zhaodi Yang, Xiaoming Xia, Heorhii Babkin, Pei Xu // Зб. наук. пр. НУК. – Миколаїв : Гельветика, 2024. – № 4 (497). – С. 141–150.
dc.description.abstractУ цій статті досліджується задача відстеження траєкторії, судна з динамічним позиціюванням з невизначеністю моделі та зовнішніми збуреннями. Сформульовано завдання розробити контролер зі зворотним зв’язком стану для судна з невизначеністю моделі та невідомими збуреннями та змусити судно відстежувати віртуальне судно. На відміну від попередніх стратегій, концепція довільного часу конвергенції введена та застосована до процесу проектування спостерігача та контролера. Новий спостерігач із довільним часом збіжності призначений для оцінки невідомої динаміки, викликаної невизначеністю моделі та зовнішніми збуреннями, а контролер із довільним часом збіжності розроблений на основі спостерігача. Розглянуто систему, яка містить точку рівноваги, що є неперервною позитивно визначеною функцією. Розглянемо модель в якої помилка спостереження збігається до точки рівноваги за бажаний час. Розглянуто модель корабля з відомою динамікою та запропонований контролер може гарантувати, що всі сигнали в замкнутій системі обмежені та збігаються. Припущено, що існує позитивна точка рівноваги, це означає, що швидкість не може підтримувати стаціонарний стан. Аналізується стійкість замкнутої системи. Представлено контролер, який міг би реалізувати довільну часову стабілізацію, та контролер, поєднаний із спостерігачем, який забезпечував довільну часову збіжність похибки оцінки. Запропоновано спостерігач із довільним часом збіжності та розроблено на його основі контролер. Контролер сконструйований таким чином, що він може змусити судно стежити за віртуальним кораблем у заздалегідь визначений час, і цей час не залежить від параметрів системи та початкових умов. Потім здійсненність контролера ілюструється за допомогою моделювання. В ході моделювання отримані результати на підставі яких можливо зробити висновок що запропонований контролер забезпечує не тільки збіжність у фіксованому часі, але й можливість вибору часу збіжності. Показано що судно може успішно відстежувати віртуальне судно протягом часу, точні оцінки невідомої динаміки можна швидко отримати за допомогою запропонованого спостерігача.
dc.description.abstract1In this paper, the trajectory tracking problem of dynamic positioning vessel with model uncertainty and external disturbances is investigated. The task is formulated to design a state feedback controller for a vessel with model uncertainty and unknown disturbances and to make the vessel track a virtual vessel. Different from previous strategies, the concept of arbitrary convergence time is introduced and applied to the design process of observer and controller. A new observer with arbitrary convergence time is designed to estimate unknown dynamics induced by model uncertainty and external disturbances, and a controller with arbitrary convergence time is designed base on the observer. We consider a system that contains an equilibrium point, which is a continuous positive definite function. Consider a model in which the observation error converges to the equilibrium point in the desired time. A ship model with known dynamics is considered and the proposed controller can guarantee that all signals in the closed system are bounded and coincide. A positive equilibrium point is assumed to exist, meaning that the velocity cannot maintain a steady state. The stability of the closed system is analyzed. A controller that could implement arbitrary temporal stabilization and a controller coupled with an observer that ensured arbitrary temporal convergence of the estimation error were presented. An observer with an arbitrary convergence time is proposed and a controller is developed based on it. The controller is designed in such a way that it can make the ship follow the virtual ship at a predetermined time, and this time is independent of system parameters and initial conditions. Then, the feasibility of the controller is illustrated through simulation. In the course of simulation, results were obtained on the basis of which it is possible to conclude that the proposed controller provides not only convergence in a fixed time, but also the possibility of choosing the time of convergence. It is shown that a ship can successfully track a virtual ship over time, accurate estimates of unknown dynamics can be quickly obtained using the proposed observer
dc.identifier.issn2311-3405 (Print)
dc.identifier.issn2313-0415 (Online)
dc.identifier.urihttps://eir.nuos.edu.ua/handle/123456789/10507
dc.language.isoen
dc.relation.ispartofseriesУДК; 629.5
dc.subjecttrajectory tracking
dc.subjectDP vessel
dc.subjectarbitrary convergence time
dc.subjectвідстеження траєкторії
dc.subjectсудно з динамічним позиціюванням
dc.subjectдовільний час збіжності
dc.titleArbitrarily converging time controller for trajectory tracking of dynamically positioned vessel
dc.title.alternativeДовільно збіжний часовий контролер для відстеження траекторії судна з динамічним позиціюванням
dc.typeArticle

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
Zhang.pdf
Розмір:
639.66 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
4.38 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

№ 4 (497) 2024