gyroscopyГироскопия и навигацияGiroskopiya i Navigatsiya0869-70352075-0927AO «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор»10.17285/0869-7035.0053gyroscopy-232Research ArticleСтатьиСтабилизация движения судна малым управлениемStabilization of the Ship Motion by Restricted ControlДовгобродГ. М.Dovgobrod,G. M.

Довгоброд Георгий Моисеевич. Кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник,

АО «ЦНИИ «Курс» (Москва).РоссияCSRI Kurs JSC, Moscow, RussiaRussian Federation202011112025284106123Copyright © Довгоброд Г.М., 20252025Довгоброд Г.М.Dovgobrod, G.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.gyroscopy.ru/jour/article/view/232

В статье представлен алгоритм управления движением недостаточно управляемого судна по траектории с непрерывной ограниченной кривизной, основанный на методе линеаризации обратной связью. Алгоритм позволяет ограничить сигнал управления, при этом вектор состояния модели движения судна не приближается к точке сингулярности закона управления. Алгоритм управления выполняет возвращение судна на заданную траекторию-аттрактор при любом боковом отклонении судна от заданной траектории.

The article presents an algorithm for controlling the motion of an insufficiently controlled ship along a trajectory with a continuous bounded curvature, based on the feedback linearization method. The algorithm allows restricting the control signal, while the state vector of the ship motion model does not approach the singularity point of the control law. The control algorithm returns the ship to the specified trajectory-attractor at any lateral deviation of the ship from the specified trajectory.

Закон управлениялинеаризация обратной связьютраектории с непрерывной кривизнойтраектория-аттрактор.Сontrol lawtransverse feedback linearizationtrajectories with continuous curvaturetrajectory-attractor.ReferencesFossen, T.I., A Survey on Nonlinear Ship Control: From Theory to Practice, IFAC Manoeuvring and Control of Marine Craft, Aalborg, Denmark, 2000.Fossen, T.I., A Survey on Nonlinear Ship Control: From Theory to Practice, IFAC Manoeuvring and Control of Marine Craft, Aalborg, Denmark, 2000.Le Wang et al., State-of-the-Art Research on Motion Control of Maritime Autonomous Surface Ships, Journal of Marine Science and Engineering. Published: 1 December 2019.Le Wang et al., State-of-the-Art Research on Motion Control of Maritime Autonomous Surface Ships, Journal of Marine Science and Engineering. Published: 1 December 2019.Astrom, K., Murray, R., Feedback systems. An Introduction for Scientists and Engineers, Princeton University Press, 2008.Astrom, K., Murray, R., Feedback systems. An Introduction for Scientists and Engineers, Princeton University Press, 2008.Krstic, M., Kanellakopoulos, I., Kokotovic, P., Nonlinear and adaptive control design, John Wiley & Sons, inc., New York, 1995.Krstic, M., Kanellakopoulos, I., Kokotovic, P., Nonlinear and adaptive control design, John Wiley & Sons, inc., New York, 1995.Lapierre, L., Soeteanto, D., Pascoal, A., Nonlinear Path Following with Applications to the Control of Autonomous Underwater Vehicles, Proceedings of the 42nd IEEE CDC, Maui, Hawaii, USA, 2003.Lapierre, L., Soeteanto, D., Pascoal, A., Nonlinear Path Following with Applications to the Control of Autonomous Underwater Vehicles, Proceedings of the 42nd IEEE CDC, Maui, Hawaii, USA, 2003.Довгоброд Г.М. Разработка адаптивного алгоритма управления движением судна по криволинейной траектории с помощью метода попятного синтеза управления // Гироскопия и навигация. 2011. №4. С.22–31.Довгоброд Г.М. Разработка адаптивного алгоритма управления движением судна по криволинейной траектории с помощью метода попятного синтеза управления // Гироскопия и навигация. 2011. №4. С.22–31.Пелевин А.Е. Стабилизация движения судна на криволинейной траектории // Гироскопия и навигация. 2002. №2. С. 3–11.Пелевин А.Е. Стабилизация движения судна на криволинейной траектории // Гироскопия и навигация. 2002. №2. С. 3–11.Isidori, A., Nonlinear control systems, 5d edition, Berlin: Springer-Verlag, 1995.Isidori, A., Nonlinear control systems, 5d edition, Berlin: Springer-Verlag, 1995.Shankar Sastry, Nonlinear Systems Analysis, Stability, and Control. New York: Springer, 1999.Shankar Sastry, Nonlinear Systems Analysis, Stability, and Control. New York: Springer, 1999.Мирошник И.В. Теория автоматического управления. Нелинейные и оптимальные системы. СПб: Питер, 2006.Мирошник И.В. Теория автоматического управления. Нелинейные и оптимальные системы. СПб: Питер, 2006.Nielsen, C. and Maggiore, M., Maneuver regulation via transverse feedback linearization: Theory and examples, Proceedings of the IFAC Symposium on Nonlinear Control Systems (NOLCOS), Stuttgart, Germany, September 2004.Nielsen, C. and Maggiore, M., Maneuver regulation via transverse feedback linearization: Theory and examples, Proceedings of the IFAC Symposium on Nonlinear Control Systems (NOLCOS), Stuttgart, Germany, September 2004.Капитанюк Ю.А., Чепинский С.А. Управление мобильным роботом по заданной кусочно-гладкой траектории // Гироскопия и навигация. 2013. №2. С. 42–52.Капитанюк Ю.А., Чепинский С.А. Управление мобильным роботом по заданной кусочно-гладкой траектории // Гироскопия и навигация. 2013. №2. С. 42–52.Колесников А.А. Синергетическая теория управления. Таганрог: ТРТУ. М.: Энергоатомиздат, 1994. 344 с.Колесников А.А. Синергетическая теория управления. Таганрог: ТРТУ. М.: Энергоатомиздат, 1994. 344 с.Кокс Д., Литтл Дж., О’Ши Д. Идеалы, многообразия и алгоритмы. М.: «Мир». 2000.Кокс Д., Литтл Дж., О’Ши Д. Идеалы, многообразия и алгоритмы. М.: «Мир». 2000.Piazzi, A., Guarino Lo Bianco, C., and Romano, M., Smooth Path Generation for Wheeled Mobile Robots Using η3-Splines, Motion Control, Federico Casolo (Ed.), 2010. URL: http://www.intechopen. com/books/motion-control/smooth-path-generation-for-wheeledmobile-robots-using-eta3-splines/.Piazzi, A., Guarino Lo Bianco, C., and Romano, M., Smooth Path Generation for Wheeled Mobile Robots Using η3-Splines, Motion Control, Federico Casolo (Ed.), 2010. URL: http://www.intechopen. com/books/motion-control/smooth-path-generation-for-wheeledmobile-robots-using-eta3-splines/.Довгоброд Г.М. Формирование заданной траектории повышенной гладкости для метода согласованного управления // Гироскопия и навигация. 2016. №3. С. 143–151. DOI 10.17285/08697035.2016.24.3.143-15.Довгоброд Г.М. Формирование заданной траектории повышенной гладкости для метода согласованного управления // Гироскопия и навигация. 2016. №3. С. 143–151. DOI 10.17285/08697035.2016.24.3.143-15.Lt Cdr Swarup Das, Dr SE Talole. Evolution of Ship’s Mathematical Model from Control Point of View// https://www.researchgate.net/publication/321012489.Lt Cdr Swarup Das, Dr SE Talole. Evolution of Ship’s Mathematical Model from Control Point of View// https://www.researchgate.net/publication/321012489.Андреев Ю.Н. Управление конечномерными линейными объектами. М.: Наука, Физматлит, 1976.Андреев Ю.Н. Управление конечномерными линейными объектами. М.: Наука, Физматлит, 1976.Першиц Р.Л. Управляемость и управление судном. Л.: Судостроение, 1983.Першиц Р.Л. Управляемость и управление судном. Л.: Судостроение, 1983.Поселенов Е.Н. Обоснование и разработка адаптивного алгоритма управления движением водоизмещающего речного судна на мелководье. Диссертация. Нижний Новгород: Волжская государственная академия водного транспорта, 2010.Поселенов Е.Н. Обоснование и разработка адаптивного алгоритма управления движением водоизмещающего речного судна на мелководье. Диссертация. Нижний Новгород: Волжская государственная академия водного транспорта, 2010.Cayero, J., Cuguero, J., and Morcego, B., Backstepping with virtual filtered command: Application to a 2D autonomous Vehicle.julen.cayero at upc.edu. http://upcommons.upc.edu/handle/2117/25003.Cayero, J., Cuguero, J., and Morcego, B., Backstepping with virtual filtered command: Application to a 2D autonomous Vehicle.julen.cayero at upc.edu. http://upcommons.upc.edu/handle/2117/25003.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.