طراحی یک سیستم تثبیت موقعیت دینامیکی با استفاده از فیلتر کالمن تطبیقی

اهمیت استخراج ذخائر نفت و گاز در آبهای شمالی و جنوبی کشور از یک سو و لزوم خودکفایی در صنایع دریایی از سوی دیگر، نیاز به طراحی وپیادهسازی سیستمهای تثبیت موقعیت شناور را بیش از پیش مورد توجه قرار داده است. هدف از طراحی سیستم تثبیت موقعیت دینامیکی شناور، ثابت نگهداشتن موقعیت و وضعیت شناور یا دنبال کردن یک مسیر از پیش تعیین شده با سرعت پائین با استفاده از نیروهای پیش ران شناور می- باشد. این مقاله حاصل تلاش چندی از محققین کشور در راستای امکان سنجی طراحی و ساخت یک سیستم تثبیت موقعیت است که بتواند از لحاظ شاخصههای عملکرد هم تراز یا بهتر از نمونههای پیشرفته خارجی آن باشد. در این مقاله، با توجه به محدودیت صفحات، مهمترین گام های طراحی یک سیستم تثبیت موقعیت صنعتی را معرفی نموده و در نهایت روش نوینی برای ارتقا عملکرد یک سیستم تثبیت موقعیت دینامیکی ارائه مینمائیم. در این راستا، در ابتدا، ما به معرفی بخشهای مختلف یک سیستم تثبیت موقعیت دینامیکی شناور میپردازیم. سپس از فیلتر کالمن تطبیقی و روش کنترلLQG در سیستم تثبیت موقعیت دینامیکی استفاده مینمائیم. مزیت اصلی این فیلتر در طراحی سیستم تثبیت موقعیت دینامیکی، تخمین ماتریس کوواریانس نویز فرایند میباشد. تعیین دقیق درایههای این ماتریس در سیستم تثبیت موقعیت دینامیکی بسیار پیچیده بوده و خطا در تعیین مولفههای این ماتریس باعث کاهش چشمگیر دقت عملکرد سیستم تثبیت موقعیت دینامیکی میگردد. از این رو با استفاده از این روش جدید در طراحی میتوان دقت سیستم تثبیت موقعیت دینامیکی را به صورت چشمگیر افزایش داد. در نهایت، صحت روش پیشنهادی با استفاده از شبیهسازی بر اساس دادههای واقعی بررسی شده است

کلیدواژه ها:

شناور ، سیستم تثبیت موقعیت دینامیکی ، فیلتر کالمن تطبیقی ، کنترل بهینه