ISSN: 2147-2955 / E-ISSN: 2148-9386
A Static Output Feedback Controller Design for Reducing Vertical Acceleration of a Passenger Ship [JEMS Maritime Sci]
JEMS Maritime Sci. 2017; 5(4): 322-332 | DOI: 10.5505/jems.2017.18209

A Static Output Feedback Controller Design for Reducing Vertical Acceleration of a Passenger Ship

Hakan Yazıcı1, Ferdi Çakıcı2
1Department Of Mechanical Engineering, Yildiz Technical University,ıstanbul
2Naval Architecture And Marine Engineering Department, Yildiz Technical University, Istanbul

Being able to control vertical accelerations of a ship form in irregular seas is an important and current issue in terms of maritime. In this study, head waves scenario has been investigated for the passengers sitting at the bow part of the ship and a controller design has been implemented to guarantee that the calculated vertical acceleration values are below an upper limit. Ship motion calculations in irregular seas have been examined by using the Linear Superposition Principle. A linear mathematical model has been used to simulate 2-DOF coupled heave and pitch motions. In this study, considering that state variables for a ship in operation are not measurement available in practice, a static output feedback controller which uses easily measurable state variables are designed to mitigate the vertical accelerations of modeled disturbance waves induced ship. Finally, numerical simulation studies have been done to illustrate the effectiveness of the proposed control approach.

Keywords: Ship Motions, Static Output-Feedback Controller, Linear Matrix Inequalities, Sea Sickness

Bir Yolcu Gemisinin Düşey İvmelerinin Azaltılması için Statik Çıkış Geri Beslemeli Kontrolör Tasarımı

Hakan Yazıcı1, Ferdi Çakıcı2
1Yıldız Teknik Üniversitesi Makine Fakültesi Makine Teorisi, Sistem Dinamiği Ve Kontrol Ana Bilim Dalı, İstanbul
2Yıldız Teknik Üniversitesi Gemi İnşaatı Ve Denizcilik Fakültesi, Gemi Hidromekaniği Ana Bilim Dalı, İstanbul

Karışık deniz durumlarında bir gemi formunun düşey ivmelenmelerin kontrol edilebilmesi denizcilik açısından önemli ve güncel bir konudur. Bu çalışmada, seçilen bir yolcu gemisinin baş kısmında bulunan yolcular için, baştan gelen düzenli dalgalar senaryosu incelenmiş ve hesaplanan düşey ivme değerlerinin belirli bir üst limitin altında kalmasını garanti edecek bir kontrolör tasarımı gerçekleştirilmiştir. Karışık deniz için gemi hareketleri hesaplamaları Lineer Süperpozisyon tekniği ile gerçekleştirilmiştir. Dalıp-çıkma ve baş-kıç vurma hareketlerinin birleşik olarak düşünüldüğü iki serbestlik dereceli lineer bir matematiksel model kullanılmıştır. Operasyon anında, geminin tüm durum değişkenlerinin ölçülmesi pratikte uygun olmadığından, bu çalışmada, kolayca ölçüm alınabilen durum değişkenlerinin kullanıldığı statik çıkış geri-beslemeli kontrolör bozucu dalga etkisinde modellenen geminin düşey ivmelerinin azaltılması için tasarlanmıştır. Çalışmanın sonunda, önerilen kontrol yaklaşımının etkinliğinin gösterilmesi için nümerik benzetim çalışmaları yapılmıştır.

Anahtar Kelimeler: Gemi Hareketleri, Statik Çıkış Geri-Beslemeli Kontrolör, Lineer Matris Eşitsizlikleri, Deniz Tutması

Hakan Yazıcı, Ferdi Çakıcı. A Static Output Feedback Controller Design for Reducing Vertical Acceleration of a Passenger Ship. JEMS Maritime Sci. 2017; 5(4): 322-332

Corresponding Author: Hakan Yazıcı, Türkiye
LookUs & Online Makale