Geri Dön

Doğrusal matris eşitsizliklerine dayalı optimal kontrol yöntemleriyle yalpa hareketinin denetlenmesi

Control of roll motion via optimal control methods based on linear matrix inequalities

PDF İndir

  1. Tez No: 478518
  2. Yazar: HAKAN DEMİREL
  3. Danışmanlar: PROF. DR. FUAT ALARÇİN
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Gemi Mühendisliği, Marine Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2017
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Gemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 133

Özet

Gemi hareketleri içerisinde yalpa hareketi önemli bir yere sahiptir. Özellikle yüksek genlikli yalpa hareketlerinin gemilerin kararlılık açısından güvenli bölgelerden çıkıp devrilmelerine neden olduğu bilinmektedir. Bu nedenle gemilerin yalpa hareketinin farklı seyir şartlarında kararlı noktalarda tutulması gerekmektedir. Yalpa hareketini değerlendirmek için öncelikli olarak harekete ait parametreler doğru analiz edilmelidir. Özellikle sönüm ve doğrultucu moment değerleri, gemi dinamiğini doğrudan etkilediğinden farklı seyir şartlarında yalpa kararlılığının sağlanması açısından kritik bir öneme sahiptir. Bu katsayılar ampirik ya da deneysel olarak belirlendikten sonra geminin karakteristik değerleri de hesaba katılarak hareketle olan etkileşim için gerekli şartlar hazırlanır. Son dönemlerde yalpa hareketinin genliklerini azaltarak gemilerin güvenli seyir gerçekleştirmesini sağlama ve manevra kabiliyetini artırma amacıyla, dengeleyici kanat sistemleri birçok gemi türüne uygulanmaktadır. Yapılan uygulamalarla farklı denetleyici yapılarının da kullanımı hızla artmaktadır. Bu çalışmada balıkçı ve kayıcı olmak üzere iki farklı gemi türü için yalpa hareketinin dinamikleri incelenmiştir. Yalpa hareketine ait sönüm değerleri ampirik ve İkeda'nın deneysel sonuçlara dayalı olarak önerdiği metot vasıtasıyla bulunmuştur. Bu parametreler gemilere ait karakteristik değerlerle bir araya getirilmiş, daha sonra denetleyici dizaynı için gerekli şartların oluşması sağlanmıştır. Yalpa hareketinin kararlı bölgelerde tutulmasını sağlamak için dengeleyici kanat sistemi kullanılmış ve kanat sistemine ait kaldırma katsayıları Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) analizleri neticesinde bulunmuştur. Geri Adımlamalı, Doğrusal Matris Eşitsizlikleri (DME) tabanlı durum geri beslemeli H2 ve H∞ denetleyici tasarımları gerçekleştirilmiştir. Yapılan benzetim çalışmaları neticesinde diğer denetleyicilere kıyasla H∞ denetleyicinin başarılı sonuçlar verdiği ifade edilmiş, özellikle kayıcı tekne için tasarlanan dayanıklı doyumlu H∞ denetleyicinin doyum matrisindeki değerlerin %57 oranında değişmesine rağmen farklı hızlarda yalpa genliklerini azaltabildiği görülmüştür. Uygulanan denetleyici yapıları ile seyir esnasında değişen parametreler göz önüne alınarak, dinamik analiz yapılmıştır.

Özet (Çeviri)

The roll motion in ship motions is critically important. It is known that particularly high-amplitude roll motions cause the capsize of ships that remove from safe zones. For this reason, the roll motion of the ships must be kept at stable points in different sea states. In order to evaluate the roll motion, it is accurately necessary to analyze the parameters of the motion. Especially, the damping and restoring coefficients directly effect on the dynamic of ships. These coefficients can be found empirically or experimentally. After these parameters have been defined, the characteristic values of the ship are also assessed, with this way the necessary conditions for interaction with the motion are prepared. In recent years, roll stabilizer systems have been applied to many ships in order to reduce the amplitude of the roll motion and improve the maneuverability of the ships. The use of different control methods is rapidly increasing with the applications. In this study, the dynamics of roll motion for two different types of ship, fishing ship and planning hull were investigated. The damping values of the roll motion are found empirically and by means of the method proposed by Ikeda based on experimental results. These parameters are combined with the characteristic values of the ships, then it is ensured that the requirements for controller design. The fin roll stabilizing system is used to keep the roll motion in stable regions and lifting coefficients of fin roll stabilizing system were found in the results of CFD analyzes. LMI based state feedback H2 and H∞ controller designs and Backstepping controller design are applied for different ship types. As a result of the simulations, it is stated that the H∞ controller gives successful results compared to other controllers. Robust and saturated H∞ controller especially designed for high speed ship, Although the values in the saturation matrix vary by %57, It has been shown that it can reduce the roll amplitudes at different speeds. Considering the changing parameters during the operation with the controller structures, It presented a dynamic and realistic results were obtained. This study takes into account the ship dynamics that change momentarily, It is provided to ease future studies.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    498480

    İnsansız hava araçları için kazanç ayarlamalı gürbüz kontrol

    Gain scheduled robust control of unmanned aerial vehicles

    İSMAİL HAKKI ŞAHİN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiTOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. COŞKU KASNAKOĞLU

  2. Tez No

    682643

    Genişletilmiş doğrusal matris eşitsizlikleri ile iki yönlü teleoperasyon sistemleri için dayanıklı h-sonsuz kontrolör tasarımı

    Robust h-infinity controller design for bilateral teleoperation systems via dilated linear matrix inequalities

    BİLAL GÖRMÜŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Makine MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HAKAN YAZICI

  3. Tez No

    847190

    Prediction of COVID 19 disease using chest X-ray images based on deep learning

    Derin öğrenmeye dayalı göğüs röntgen görüntüleri kullanarak COVID 19 hastalığının tahmini

    ISMAEL ABDULLAH MOHAMMED AL-RAWE

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolGazi Üniversitesi

    Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ADEM TEKEREK

  4. Tez No

    300276

    The structural properties of linear matrix inequalities

    Doğrusal matris eşitsizliklerinin yapısal özellikleri

    ŞEYHAN ŞAHİN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2011

    MatematikGebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü

    Matematik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. VASFİ ELDEM

  5. Tez No

    232622

    Quasi-LPV modeling and control of twin rotor multiple input multiple output system

    Sanki-DPD modellemesi ve ikiz motorlu çok girdili çok çıktılı sistem kontrolü

    HALİL İBRAHİM BAŞTÜRK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2008

    Makine MühendisliğiBoğaziçi Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. EMRE KÖSE

Geri Dön