در این مقاله، به کنترل ردیابی شناورهای سطحی بدون سرنشین با استفاده از روش کنترل مقاوم مُد لغزشی در حضور موانع ثابت و متحرک پرداخته شده است. مدل ریاضیاتی شناورها بهصورت سه درجه آزادی بوده و تنها شامل سینماتیک و دینامیک مربوط به راستاهای طولی، عرضی و دوران حول محور قائم است. این شناورها بهصورت زیر– تحریک کنترل میشوند؛ یعنی با آنکه سه درجه آزادی دارند؛ اما تنها به دو محرک در راستاهای طولی و دوران حول قائم مجهزند. ما از روش کنترل مُد لغزشی استفاده کردهایم و دو سطح لغزش مرتبه اول و دوم که توابعی از خطاهای ردیابی هستند، برای راستاهای طولی و دوران حول قائم تعریف کردهایم و با روش پایداری لیاپانوف، پایداری دینامیک خطا را اثبات کردهایم. سپس، موانع ثابت و متحرکی را در مسیر شناور قرار دادهایم تا توانمندی شناور را در عبور ایمن از آنها محک بزنیم. در پایان، شبیه سازیهای عددی پیادهسازی شده اند تا صحت عملکرد کنترل کنندهها را نشان دهند.
In this paper, tracking control of unmanned surface vessels by using the robust mode sliding control in the presence of
fixed and moving obstacles are investigated. The mathematical model of vessels is in three degree of freedom (3DOF)
and only contains the kinematics and dynamics of relevant to surge, sway and yaw. These vessels are controlled in
under actuated manner; although they have (3DOF), but only are equipped
Bertram, V. "Unmanned Surface Vehicles – A Survey", Skibsteknisk Selskab, Copenhagen, Denmark, 2008.##
Nuno A. Cruz. “Autonomous Underwater Vehicles”, In-Tec, 2011.##
Yu, R., Zhu, Q. Xia, G. and Liu, Z. "Sliding Mode Tracking Control of an underactuated Surface Vessel", IET Control Theory & Applications, Vol. 6, No. 3, pp. 461-466, 2012.##
Wichlund, K.Y., Sordalen, O.J. and Egeland, O. "Control Properties of Underactuated Vehicles", Proc. IEEE Int. Conf. on Robotics and Automation, pp. 2009–2014. 1995.##
Godhavn, J.M., Fossen, T.I. and Berge, S.P. "Nonlinear Adaptive Backstepping Designs for Tracking Control of Ships", Int. J. Adapt. Control Signal Process, Vol. 12, pp. 649–670, 1998.##
Pettersen, K.Y. and Nijmeijer, H. "Global Practical Stabilization and Tracking for an Underactuated Ship -A Combined Averaging and Backstepping Approach", Model. Identif. Control, Vol. 20, No. 4, pp. 189–199, 1999.##
Pettersen, K.Y. and Nijmeijer, H. "Tracking Control of an Underactuated Surface Vessel", Proc. IEEE Conf. on Decision and Control, Tampa, Florida, pp. 4561–4566, 1998.##
Behal, A., Dawson, D. and et al. "Tracking and Regulation Control of an Underactuated Surface Vessel with Nonintegrable Dynamics", IEEE Transactions on Automatic Control, Vol. 47, No. 3, pp. 495-500, 2002.##
Dixon, W., Dawson, D. and et al. "Robust Tracking and Regulation Control for Mobile Robots", Proceedings of IEEE Conference on Control and application, Vol. 2, No. 1, pp. 1015-1020, 1999.##
Jiang, Z.P. "Global Tracking Control of Underactuated Ships by Lyapunov’s Direct Method", Automatica, Vol. 38, No. 2, pp. 301-309, 2009.##
Ghommam, J. Mnif, F. and Derbel. N. "Global Stabilization and Tracking Control of Underactuated Surface Vessels", IET Control Theory Appl, Vol. 4, No. 1, pp. 71-88, 2010.##
Do, K.D. and Pan. J. "Control of Ships and Underwater Vehicles", Springer, 2009.##
Do, K.D., Jiang, Z.P. and Pan. J. "Underactuated Ship Global Tracking under Relaxed Conditions", IEEE Transactions on Automatic Control, Vol. 47, No. 9, pp. 1529-1536, 2002.##
Do. K.D. "Formation Control of Underactuated Ships with Elliptical Shape Approximation and limited Communication Ranges", Automatica, Vol. 48, pp. 1380–1388, 2012.##
Zhuang, L., Dong, B. and Guo. Z. "Higher Sliding Mode Tracking Control for Underactuated Surface Vessel", In Proceedings of 2013 Chinese Intelligent Automation Conference, pp. 569-578. Springer Berlin Heidelberg, 2013.##
Lounis, A., Benzerrouk, A. and Philippe Martinet. "Mobile Robot Navigation in Cluttered Environment using Reactive Elliptic Trajectories", In 18th IFAC World Congress, 2011.##
واحدی, خداداد, نوروزی نیا, مصیب, & عبداللهی, فرزانه. (1396). کنترل ردیابی شناورهای سطحی بدون سرنشین به روش مُد لغزشی غیرخطی در حضور موانع ثابت و متحرک. مکانیک هوافضا, 13(4), 11-19.
MLA
خداداد واحدی; مصیب نوروزی نیا; فرزانه عبداللهی. "کنترل ردیابی شناورهای سطحی بدون سرنشین به روش مُد لغزشی غیرخطی در حضور موانع ثابت و متحرک", مکانیک هوافضا, 13, 4, 1396, 11-19.
HARVARD
واحدی, خداداد, نوروزی نیا, مصیب, عبداللهی, فرزانه. (1396). 'کنترل ردیابی شناورهای سطحی بدون سرنشین به روش مُد لغزشی غیرخطی در حضور موانع ثابت و متحرک', مکانیک هوافضا, 13(4), pp. 11-19.
VANCOUVER
واحدی, خداداد, نوروزی نیا, مصیب, عبداللهی, فرزانه. کنترل ردیابی شناورهای سطحی بدون سرنشین به روش مُد لغزشی غیرخطی در حضور موانع ثابت و متحرک. مکانیک هوافضا, 1396; 13(4): 11-19.
)
