طراحي سيستم كنترل براي ميرايي حركت هيو شناور اثرسطحي با استفاده از روش رگولاتور مربعي خطي

Control System Design for a Surface Effect Ship by Linear-Quadratic Regulator Method

در اين مقاله، هدف كاهش حركت بين شناور اثرسطحي و توربين باد براي انتقال ايمن تجهيزات و اشخاص از شناور به توربين باد مي باشد. شناورهايي با اين كاربرد نقش مهمي در بهره‌برداري و نگهداري توربين‌هاي باد دارند. براي اين منظور، سيستم كنترل رگولاتور مربعي خطي1 براي ميرايي حركت هيو شناور اثرسطحي طراحي شده است. براي بررسي قابليت سيستم كنترل طراحي‌شده، نتايج براي سه وضعيت دريايي شامل امواج منظم با فركانس بالا، امواج منظم با دامنه بزرگ و موج نامنظم ارزيابي شده است. در تمامي شرايط دريايي ارزيابي‌شده، سيستم كنترل كنترل رگولاتور مربعي خطي قادر به ميرايي بيش از 95 درصد حركت هيو بود. در هريك از شرايط نتايج با سيستم كنترل تناسبي-انتگرالي-مشتق گير مقايسه شد. همچنين، به‌منظور اعتبارسنجي، نتايج با روش كنترلي تناسبي-مشتق گير مقايسه شد. نتايج نشان داد كه روش كنترلي رگولاتور مربعي خطي يك روش كارآمد براي كنترل حركت هيو است و نسبت به روش كنترلي تناسبي-مشتق گير ، داراي زمان نشست كمتر و درصد ميرايي بيشتري مي باشد.

In this paper, the main goal is to reduce the heave motion between a surface effect ship (SES) and a wind turbine in order to safely transfer equipment and person to SES. For this purpose, an LQR control system is designed to damp the vertical motion of the surface effect ship in critical sea states including high-frequency and high amplitude regular waves as well as high frequency irregular waves. The simulation results show the high quality of the system control in the studied sea condition. A comparative analysis of LQR and PID approaches demonstrate the high performance of the new designed control system. The proposed controller outperforms the traditional PD.