Projektowanie wielowymiarowego regulatora backstepping w układzie dynamicznego pozycjonowania statku

W komercyjnych systemach dynamicznego pozycjonowania statku, pomimo znacznego wzrostu poziomu automatyzacji, wykorzystywane jest nadal sterowanie typu PID. Poprawę jakości procesu pozycjonowania może umożliwić wykorzystanie bardziej efektywnych algorytmów, oferujących zaawansowane nieliniowe techniki sterowania. W artykule przedstawiono zagadnienie projektowania regulatora pozycji i kursu dla układu dynamicznego pozycjonowania statku, z zastosowaniem rekurencyjnej wektorowej metody backstepping. Wielowymiarowy regulator backstepping został zastosowany do stabilizacji pozycji i kursu na wartościach zadanych, w obecności zakłóceń falowych. Do estymacji prędkości statku i filtracji zakłóceń zastosowano nieliniowy obserwator pasywny. Wyniki symulacji porównano z nieliniowym regulatorem PID.

In commercial Dynamic Positioning systems is still used PID control, despite a significant increase in the level of automation. To improve the quality of the positioning of the vessel may allow the use of more effective methods and algorithms, providing advanced nonlinear control techniques.The problem of synthesis a dynamic positioning system for low frequency model of surface vessel was considered in this paper. The recursive vectorial backstepping control design was used to keep a fixed position and heading in presence of wave disturbances. The passive observer was introduced to smooth the measurements and to estimate the velocities needed for the control algorithm. The simulation results were compared with PID controller.