ارائه‌ ي ساختار كنترلي تلفيقي نوآورانه براي وسيله‌‌ي دريايي خودكار تحريك كامل

در اين مقاله، مسئله‏ ي رديابي زمان-متناهي مسير براي وسيله‌ي دريايي خودكار تحريك كامل در حضور نامعيني پارامتري، عدم ‏قطعيت مدل‎سازي و نيروهاي اغتشاشي محيطي مورد مطالعه قرار گرفته و به منظور حل آن، ساختار كنترلي تلفيقي جديدي (از نوع غيرخطي مقاوم-تطبيقي زمان-متناهي) پيشنهاد مي‏ شود. در ابتدا، مدل جامعي براي توصيف رفتار سينماتيكي و ديناميكي وسيله‏ ي دريايي خودكار تحريك كامل ارائه مي‏ گردد. در اين مدل، اولاً تمامي ثابت‌هاي فيزيكي نامعلوم در نظر گرفته شده و ثانياً عدم‎قطعيت‏‏ هاي مدل‏سازي و نيروهاي ناشناخته‏ ي وارده از دريا به صورت يك عبارت برداري جمعي (با فرض كرانداري درايه‎ها) لحاظ گرديده است. براي مواجهه با نامعيني پارامتري، بخش ‏هايي از مدل غيرخطي وسيله‏ ي دريايي كه شامل ثابت‏ هاي فيزيكي نامعلوم هستند، به فرم جامع رگرسوري خطي در پارامتر تبديل مي‏ شوند. در ادامه، با تعميم روش كنترل مد لغزشي پاياندار، تعريف چندين نوع خمينه‏ هاي لغزشي غيرخطي ابتكاري و تلفيق آن با قوانين به‎روزرساني، يك ساختار كنترلي غيرخطي مقاوم-تطبيقي طراحي مي‏ گردد تا وسيله‏ ي دريايي در حضور عوامل نامطلوب فوق‏‏ الذكر، بعد از سپري شدن مدت زمان متناهي (زمان همگرايي مطلق) قابل تنظيمي دقيقاً به مسير موردنظر برسد. قوانين به ‏روزرساني موجود در ساختار كنترلي، تخمين‏ هاي پيوسته و لحظه‎اي را براي ثابت‌هاي فيزيكي نامعلوم وسيله دريايي فراهم كرده كه همگي بعد از گذشت زمان همگرايي مطلق دقيقاً به مقادير ثابتي مي‏ رسند و لزوماً با مقادير اسمي ثابت‏ هاي نامعلوم يكسان نيستند. سپس با استفاده از تحليل‏ هاي رياضي (مبتني بر قضيه‏ ي پايداري لياپانوف) اثبات مي‏ گردد كه ساختار كنترلي تركيبي پيشنهادي قادر است ضمن برآورده ساختن هدف رديابي مسير، پايداري زمان-متناهي كلّي سيستم حلقه‏ بسته‏ ي وسيله‏ ي دريايي را تضمين ‌كند. علاوه بر اين، تحليل پايداري زمان-متناهي سيستم حلقه‎بسته‎ نشان مي‎دهد كه ماكزيمم زمان همگرايي مطلق براي رسيدن دقيق وسيله‏ ي دريايي به مسير موردنظر، از مجموع دو زمان متناهي كوچك‏تر (به نام‎هاي زمان رسيدن و زمان نشست) تشكيل شده و هر كدام از اين دو زمان را مي‎ توان با استفاده از نامساوي‎هاي جداگانه‎اي مشخص كرد. در انتها با استفاده از نرم‎افزار MATLAB، سيستم حلقه ‏بسته‎ي كشتي Cybership II مورد شبيه‏ سازي عددي قرار مي‏ گيرد تا نشان داده شود كه راهكار كنترلي غيرخطي مقاوم-تطبيقي پيشنهادي مي‌تواند هدف رديابي زمان متناهي مسير دلخواه را با كارائي مناسب برآورده سازد.