Avtomatsko vodenje pri avtonomnih jadrnicah

ROJE, MARIN (avtor), Dobrišek, Simon (mentor)

Avtonomne jadrnice so robotska plovila, ki brez potrebe po človekovih posegih uporabljajo veter za pogon in upravljajo z jadri in krmilom. Namen razvoja teh plovil je izdelava jadrnice brez posadke, ki omogoča popolno samostojno jadranje, varno plovbo in izvajanje dolgoročnih nalog na morju. Najpomembnejši sistemi avtonomnih jadrnic so: sistem za dolgoročno načrtovanje plovne poti v odvisnosti od vremenskih razmer, sistem za kratkoročno preusmerjanje jadrnice v odvisnosti od trenutnih podatkov iz senzorjev, sistem za izogibanje trkom in sistem za upravljanja s plovilom. Uporaba mehke (neizrazite) logike pri programiranju nadzornega sistema za upravljanje aktuatorjev se je izkazala za zelo primerno orodje za prenos ekspertnega znanja izkušenih jadralcev v računalniške programe v obliki preprostih pravil vrste ČE-POTEM. Cilj raziskav, predstavljenih v tem delu, je predlog novih nastavitev jader in aktuatorjev ter predlog sistema upravljanja, ki temelji na mehki logiki. Predlagamo razvoj avtonomne jadrnice s tremi različnimi sprednjimi jedri in možnostjo spreminjanja velikosti glavnega jadra. Možnost uporabe več jader v odvisnosti od vetrovnih pogojev in valov na morju podaljšuje obdobje najbolj učinkovitega delovanja (največje hitrosti) jadranja. Zaradi tega jadrnica z omenjeno postavitvijo jader prikazuje bolj realen model, ki se danes uporablja predvsem za oceanskega potovanja. Simulacije jadrnice s tremi različnimi sprednjimi jedri in možnostjo spreminjanja velikosti glavnega jadra so pokazale, da je uporaba mehke logike v nadzornem sistemu, ki upravlja z aktuatorji, smiselna in odpira možnost za razvoj hitrejšega, bolj stabilnega in energetsko učinkovitega plovila.

• Jezik: Slovenski jezik
• Ključne besede: avtonomna jadrnica, avtomatsko vodenje, mehka (neizrazita) logika
• Vrsta gradiva: Diplomsko delo
• Organizacija: FE - Fakulteta za elektrotehniko
• Leto izida: 2016
• PID: 20.500.12556/RUL-84705
• Datum objave v RUL: 31.08.2016

Sekundarni jezik

• Jezik: Angleški jezik
• Naslov: Automatic control for autonomous sailing boats

Izvleček

Autonomous sailing boats are robotic vessels that use the wind to drive and can operate the sails and rudder without the need for human intervention. The purpose of the development of these vessels is constructing boats without crew, enabling full independent sailing, safe navigation and implementation of long-term tasks at sea. The most important systems of autonomous sailing boats are: long-term planning waterways, depending on weather conditions, short course routing depending on the current data from sensors, collision avoidance and control system for manoeuver execution. Using fuzzy logic for programming the control system for the management of the actuators, has proven to be a very suitable tool for the transfer of expert knowledge of experienced sailors in computer programs in the form of simple IF-THEN rules. The aim of the research, presented in this work, is to propose a new sails and actuators setting, and a management system based on fuzzy logic. We propose the development of an autonomous sailing boat with three different front sails and the possibility of changing the size of the main sail. The possibility of using different sail settings depending on wind and waves conditions at sea, extends the period of high performance (maximum speed) sailing. An autonomous sailing boat with this sail settings, represents a more realistic model of standard sailing boat used for ocean travel. Simulations of a sailing boat with three different front sails and the possibility of changing the size of the main sail, has shown that the use of fuzzy logic in the control system, that operates the actuators, is meaningful and opens the possibility for the development of faster, more stable and energy-efficient vessels.

• Ključne besede: autonomous sailboat, automatic control, fuzzy logic