Детальная информация

При осуществлении морской навигации судно постоянно подвергается воздействию внешних возмущающих факторов, включая ветер, волны и морские течения, вследствие чего неизбежно возникает колебательное движение. Бортовая качка обладает наименьшим демпфированием, поэтому она формируется значительно легче прочих видов качки, достигая при этом наибольших амплитудных значений, что в свою очередь оказывает крайне негативное влияние на уровень безопасности плавания, общие мореходные качества и степень комфорта находящихся на борту людей. Плавниковые успокоители качки выступают в качестве наиболее широко применяемого в настоящее время активного устройства стабилизации с наиболее выраженным эффектом подавления качки. Управление углом атаки плавника осуществляется для создания стабилизирующего момента, направление которого противоположно моменту волнового возмущения, благодаря чему достигается эффективное подавление бортовой качки судна. В работе выполняется построение базового контроллера с применением двух методов, охватывающих классическое ПИД-управление и модельно-прогнозирующее управление (MPC). Для решения проблемы снижения эффективности контроллера с фиксированными параметрами на всех режимах работы, дополнительно внедряется адаптивная нейро-нечеткая система вывода (ANFIS), осуществляющая оперативную автоматическую настройку ключевых параметров ПИД и MPC.

During marine navigation, a vessel is constantly subjected to external disturbing factors including wind, waves, and sea currents, inevitably resulting in oscillatory motion. Roll motion possesses the least damping, therefore it develops much more readily than other types of motion, achieving the greatest amplitude values, which in turn has an extremely negative impact on the level of navigational safety, overall seakeeping qualities, and the comfort level of persons on board. Fin stabilizers (active anti-roll fins) represent the most widely used active stabilization device currently employed, featuring the most pronounced roll suppression effect. The fin angle of attack is controlled to generate a stabilizing moment, the direction of which opposes the wave disturbance moment, thereby achieving effective suppression of the vessels roll motion. Considering the presence of model uncertainty problems in the aforementioned stabilizer and an insufficient level of adaptability to various operational conditions, this work takes a specific type of fin stabilizer as the main object of study. The construction of a basic controller is carried out applying two methods, encompassing classical PID control and Model Predictive Control (MPC). To address the problem of reduced controller efficiency with fixed parameters across all operating modes, an Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System (ANFIS) is additionally implemented, performing online automatic tuning of the key parameters of both the PID and MPC controllers.