Suvremeni sustavi vođenja i upravljanja plovilima

scientific master's theses

• Author: Bruno Borović
• Mentor: Zoran Vukić (mentor)
• Committee member: Ljubomir Kuljača (predsjednik povjerenstva)
• Committee member: Zoran Vukić (član povjerenstva)
• Committee member: Vladimir Koroman (član povjerenstva)
• Granter: University of Zagreb; Faculty of Electrical Engineering and Computing; (Department of Control and Computer Engineering); Zagreb
• Defense date and country: 1999-11-24, Croatia
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: TECHNICAL SCIENCES; Electrical Engineering
• Universal decimal classification (UDC): 629.5 - Watercraft engineering

Abstract

Ovaj rad napisan je s ciljem da se da pregleda i obavi analiza mogućnosti primjene naprednih postupaka vođenja i upravljanja plovnim objektima. Budući da postoji čitav niz takvih postupaka na razvoju kojih se u svijetu intenzivno radi zadnjih desetak godina te s obzirom da oni obuhvaćaju vrlo široko područje teorije upravljanja provedena je, zbog ograničenog prostora, analiza samo jednoga od njih -neuronske mreže u adaptivnom režimu rada.
Kao uvod je dana klasifikacija sustava vođenja i upravljanja plovnih objekata načinjena prema specifičnostima tehničkih zahtjeva na sustave upravljanja pojedinih tipova plovnih objekata. Provedena je kraća analiza sustava vođenja i upravljanja brodovima, podmornicama i malim bespilotnim ronilicama. Na kraju je ukratko analiziran podsustav mjerenja i obrade signala vrlo bitan za kvalitetan rad sustava upravljanja.
Potom je analizirana i razrađena struktura matematičkog modela plovnog objekta. Predočene su diferencijalne jednadžbe koje opisuju dinamiku i kinematiku broda. Nakon razrade matematičkog modela broda prikazan je model propulzora i kormila, međudjelovanje dvaju spregnutih okretnih vijaka. Na kraju je obrađen utjecaj vanjskih poremećaja na brod - morske struje, valova i vjetra.
Nakon razrade matematičkog modela dan je pregled konvencionalnih postupaka sinteze sustava vođenja i upravljanja brodom. Opisani su sustav za održavanje zadanog kursa, sustav za vožnju broda po trajektoriji, sustav za dinamičko pozicioniranje i sustav za stabilizaciju ljuljanja kormilom. Također je opisan problem koordinatnog upravljanja kao dio problema dinamičkog pozicioniranja.
Nakon razrade konvencionalnih sustava upravljanja brodom dan je kratak pregled neuronskih mreža koje se najčešće primjenjuju kod upravljanja i identifikacije sustava upravljanja. Pokazano je do neuronske mreže u adaptivnom režimu rada predstavljaju prikladno sredstvo za poboljšavanje dinamičkih svojstava sustava upravljanja.
Na kraju je dano nekoliko primjera primjene neuronskih mreža u adaptivnom režimu rada kod vođenja, upravljanja i identifikacije broda kao sustava upravljanja.

Abstract (english)

The purpose of this thesis is to improve the properties and quality of guidance and control systems for floating vessels.
Marine vessel’s guidance and control system classification is given according to special requirements. Hence, ship, submarine and unmanned underwater vehicle guidance and control systems analysis is shortly explained. Also, the vessel measurement system is explained.
After classification, the mathematical model of the vehicle is structured. First, the vessel dynamic and kinematic equations are given. Then, the mathematical models of propulsion system and two closely interconnected propellers are described. After propulsors the rudder system is explained and it’s mathematical model is given. At the end, the effects of wave, wind and sea current disturbances are described.
After defining the mathematical model of vessel the presentation of so called conventional ship guidance and control systems is done.
Course keeping, track keeping, dynamical positioning and rudder roll systems are described. Also, the coordinate control is explained as the integral part of the dynamical positioning system.
After that a little overview of neural networks applicable for use in control and identification is given. Two of them, multilayer feedforward and radial basis function neural networks used in so called adaptive way are especially suitable for the control systems implementation.
At the end, few examples of neural network applications are given.

• Keywords: Vođenje i upravljanje plovilima; brod kao objekt upravljanja; matematički model broda; sustavi upravljanja brodom; neuronska mreža; adaptivan rad neuronskih mreža; primjena neuronske mreže kod vođenja i upravljanja broda
• Keywords (english): Guidance and control of vehicles; ship as a process to be control; mathematical model of the ship; ship control systems; neural network; neural network in adaptive mode of operation; application of neural networks in guidance and control of ship
• Language: croatian
• URN:NBN: urn:nbn:hr:168:566371
• Study programme: Title: Postgraduate master programme in electrical engineering; Study programme type: university; Study level: postgraduate; Academic / professional title: Magistar znanosti elektrotehnike (Magistar znanosti elektrotehnike)
• Type of resource: Text
• File origin: Born digital
• Access conditions: Closed access
• Created on: 2019-04-01 13:38:47