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J-GLOBAL ID：201702274802836803   整理番号：17A1297938

船舶の動的船位保持装置に関する状態空間方程式にもとづくモデル予測制御器の設計

Model predictive controller design for ship dynamic positioning system based on state-space equations

著者 (4件)： LI Wenhua (Dalian Maritime, Liaoning, CHN) ,  SUN Yuqing (Dalian Maritime, Liaoning, CHN) ,  CHEN Haiquan (Dalian Maritime, Liaoning, CHN) ,  WANG Gang (Dalian Maritime, Liaoning, CHN)
資料名： Journal of Marine Science and Technology  (Journal of Marine Science and Technology)
巻： 22  号： 3  ページ： 426-431  発行年： 2017年 
JST資料番号： L3249A  ISSN： 0948-4280  CODEN： JMATF9  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： ドイツ (DEU)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： ・船舶のDPS(動的船位保持装置)による水平面内の運動に状態推定演算付きのモデル予測制御(MPC)を適用し,シミュレーションで制御性能を評価。<br/>・船舶の前後揺れ(サージ),左右揺れ(スウェイ),偏揺れ(ヨーイング)の水平面内の3自由度運動方程式から線形低周波数の状態空間方程式を導出。スラスター推力や運動範囲等の制約条件のもとで,同システム状態量の計測値を用いて内部予測モデル,後退最適化,フィードバック修正を適用するMPCのアルゴリズムを定式化。船位や方位等の計測値をもとに直交条件を用いて推定誤差分散を最小化する線形最適状態推定の演算手順を定式化し,MPCへ統合。<br/>・プラットフォーム供給支援船(全長76.2m,船幅18.8m,4200トン)の制約条件(サージ&スウェイ制御力<±5000kN,位置<±20m等)の有/無におけるMPC制御性能(状態推定演算,有/無)をシミュレーション解析で比較,評価。<br/>・状態推定演算を併用したMPCは動的応答が速く,高精度,かつ安定でロバストと結論。

シソーラス用語： *船舶 ,  *位置制御 ,  予測制御 ,  *状態推定 ,  モデリング ,  最適化 ,  測定データ ,  分散【variance】 ,  *支援船 ,  前後揺れ ,  並進 ,  偏揺れ ,  応答特性
準シソーラス用語： *モデル予測制御 ,  誤差分散 ,  *状態空間モデリング

分類 (2件)： 航海計器,航法装置,電気設備  (QJ04020P) ,  その他の特殊船  (QJ05023V)

引用文献 (23件)：

• Balchen JG, Jenssen NA, Mathisen E et al (1980) A dynamic positioning system based on Kalman filtering and optimal control. Model Identif Control 1(3):135-163
• Grimble MJ, Patton RJ, Wise DA (1980) The design of dynamic ship positioning control systems using stochastic optimal control theory. Optim Control Appl Methods 1(2):167-202
• Fossen TI, Grovlen A (1998) Nonlinear output feedback control of dynamically positioned ships using vectorial observer backstepping. IEEE Trans Control Syst Technol 6(1):121-128
• Ngo KB, Mahony R, Jiang ZP (2005) Integrator backstepping using barrier functions for systems with multiple state constraints. In: 44th IEEE conference on decision and control, 2005 and 2005 European control conference. CDC-ECC’05. IEEE, 2005, pp 8306-8312
• Yamamoto I, Matsuura M, Yamaguchi Y et al (1997) Dynamic positioning system based on nonlinear programming for offshore platforms. In: Proceedings of the international offshore and polar engineering conference, vol 3, pp 632-640

タイトルに関連する用語 (6件)： 船舶 ,  保持装置 ,  状態空間 ,  方程式 ,  モデル予測制御 ,  設計