10816

10816

طراحي يك پايدارساز غيرخطي براي شناورهاي كم تحرك

كارشناسي ارشد

برق - كنترل

آبان ماه 1390

آبان ماه 1390

دكتر محمدرضا جاهد مطلق

چكيده براي پايدارسازي شناور در مواجه با امواج دو حالت متصور است: اول اينكه شناور براي كاربردي طراحي شده باشد كه بيشتر در حال حركت است و مطلوب مسئله، كاهش چرخش‌هاي حول محور رول در حالتي است كه شناور با سرعتي مناسب فعاليتي را انجام مي¬دهد، مانند شناورهاي نفت كش، باربر، ناوهاي جنگنده و يا كشتي¬هاي مسافرتي؛ حالت دوم كه مورد توجه اين پايان-نامه است، شناورهايي است كه پايدارسازي آن‌ها در سرعت¬هاي بسيار پايين و در حال سكون مد نظر مي¬باشد. شناورهاي تفريحي، كشتي¬هاي صيد، شناورهاي تصويربردار از عمق دريا، شناورهاي شناسايي، ناوهاي هواپيمابر و كشتي‌هاي ردياب پرتاب موشك و ماهواره- كه ناسا نيز نمونه¬اي از آن‌ها را مورد استفاده قرار داده است- در اين گروه قرار مي¬گيرند. در مورد حالت دوم كه پايدارسازي در حالت سكون انجام مي¬گيرد از دو عملگر مخازن فعال و ژايروهاي پايدارساز استفاده مي¬شود. اما با توجه به محدود بودن فركانس¬هاي كاري مخازن فعال به عنوان اشكال عمده آن¬ها، استفاده از ژايروها براي پايدارسازي شناورهاي كم تحرك و يا در حال سكون پيشنهاد مي¬گردد. با توجه به اهميت اثرات غيرخطي مانند چسبندگي و نيروهاي هيدروديناميكي، در اين پايان¬نامه مدلي غيرخطي توأم با عملگر ژايرو استفاده شده است. به منظور پايدارسازي حركات چرخشي نامطلوب شناور در شرايط مختلف دريايي، با توجه به خصوصيات امواج واقعي دريا، اغتشاش حاصل از امواج به صورت عدم قطعيت غير پارامتري مي¬باشد. لذا از كنترل كننده مد لغزشي براي رسيدن به يك سيستم مقاوم در برابر اغتشاش امواج استفاده شده است. همچنين كنترل كننده H_∞ غيرخطي براي محدودسازي هرچه بيشتر اثر اغتشاش بر ورودي طراحي شده است. شبيه¬سازي¬هاي نهايي بر مبناي تحليل¬هاي طيف موج، كارايي كنترل كننده¬ها را براي سيستمي مقاوم با پايداري مجانبي در مقابل امواج دريا نشان مي¬دهد. كليد واژه: حركت چرخشي شناور، پايدارسازي حركات چرخشي شناور، كنترل كننده مد لغزشي، كنترل كننده H_∞ غير خطي