| [ANDRES2000] |
B. de Andres Toro, S.
Esteban, J.M. Giron Sierran, J.M. de la Cruz. Modelling the Motions
of a Fast Ferry with the Help of Genetic Algorithms.. Proc. 3nd IMACS
MATHMOD. Viena.
| Models suitable for
control analysis are found for a particular fast-ferry. A replica of the
ship has been employed to get experimental data. Another set of data has
been obtained with the program PRECAL. The models are transfer functions.
Genetic algorithms have been employed to explore the best data adjustment,
for a set of candidate models. Satisfactory results have been obtained for
20, 30 and 40 knots. |
Modelado del movimiento de un ferry
rápido con la ayuda de algorimos genéticos.
Se han encontrado modelos para un determinado ferry rápido. Los datos
experimentales se han obtenido con una réplica de este barco. Otro
conjunto de datos se han obtenido con el programa PRECAL. Los modelos son
funciones de transferencia. Se han utilizado algoritmos genéticos
para obtener el ajuste mejor, para un conjunto de modelos candidatos. Se
han obtenido buenos resultados para velocidades de 20, 30 y 40 nudos. |
|
[ARANDA2000a]
© IFAC ** |
J. Aranda, J.M. de la Cruz,
J.M. Díaz, B. de Ándres, P. Ruipérez, J.M. Girón.
Modelling of a High Speed Craft by a Non-Linear Least Squares Method
with Constrints.. 5th IFAC Conference on Manoeuvring and Control
of Marine Crafts MCMC2000. Aalborg.
| A non linear least
squares method with constraints have been tried. However, the extra complexity
associated with non-linear systems, with constraints and no initial information
of model structure, means that exhaustive search is not always feasible.
In these cases genetic identification strategy can be used to obtain initial
values. On the other hand, a trend in the area of system identification is
to try to model the system uncertainties to fit the available analysis and
design tools of robust control. The method described is applied to obtain
the interval model of the vertical dynamic of a high speed craft for different
speed, and comparative results obtained with the model and with signals obtained
in a towing tank with a scaled model are showed. |
Modelo de un buque de alta velocidad
mediante un método de mínimos cuadrados no lineales con
restricciones.
Un método de mínimos cuadrados no lineales con restriicciones
se ha utilizado. Sin embargo, la complejidad asociada con los sistemas no
lineales, con las restricciones y la ausencia de información inicial
del modelo implica que una busqueda completa no es siempre posible. En estos
casos , estrategias de identificación genética se pueden utilizar
para obtener uno valores iniciales. Por otro lado, una tendencia en el área
de la identificación de sistemas es añadir al modelo las
incertidumbres del sistema para permitir compaginar herramientas de
análisis y diseño de control robusto. El método descrito
es aplicado a la obtención del modelo de intervalos de la dinámica
vertical de un buque de alta velocidad para diferentes velocidades. Se muestran
los resultados comparativos del modelo y las señales obtenidas en
la maqueta a escala. |
|
| [ARANDA2000b] |
J. Aranda, J.M. de la Cruz,
J.M Díaz, P. Ruipérez. Interval Modelling of a High Speed
Craft for Robust Control.. 2nd International Congress on Maritime
Technological Innovations and Research. Cádiz.
| The interval transfer
functions described in this job is interpreted as a family of transfer functions
whose coefficients are bounded by some know intervals and centred at nominal
values. The nominal model is obtained by a non-lineal least square algorithm
applied in the frequency domain. Test in regular and irregular waves was
made in the towing tank of CEHIPAR (Canal de Experiencias Hidrodinámicas
de El Pardo). The sinusoidal motions of the model were recorded to determine
the motion amplitudes experienced for a variety of different waves frequencies.
The incident waves were measured using a wave probe mounted on the towing
carriage. Low frequency constrained for pitch and heave was considered. Once
the nominal model was obtained, then the tightest intervals around each
coefficient of the nominal transfer functions were created while satisfying
the membership and frequency response requirements. Different model validation
tests was made (magnitude and phase plots, frequency envelope of the interval
model, simulations). These tests show that the uncertainty model obtained
is a valid interval model and it can be used for robust control design..
|
Modelo de intervalos de un barco de
alta velocidad para control robusto.
Las funciones de transferencia con intervalos que se describen en este trabajo
se interpretan como una familia de funciones de transferencia cuyos coeficientes
estan limitados por algún intervalo y centrado en los valores nominales.
El modelo nominal se obtiene mediante algoritmos de mínimos cuadrados
no lineales en el dominio de la frecuencia. Enb el CEHIPAR se realizaron
los ensayos con olas regulares e irregulares. Los movimientos sinusoidales
del modelo se registraron para calcular las amplitudes de los movimientos
para una variedad de frecuencias de olas. Se consideraron restricciones a
baja frecuencia. Cuando se obtiene el modelo nominal, se calcularon los
intervalos para cada uno de los coeficientes de las funcioens de transferencia
nominales. Se realizaron diferentes tests de validación. |
|
| [ARANDA2000c] |
J. Aranda, J.M. de la Cruz,
J.M Díaz, P. Ruipérez. Disminución del Índice
de mareo mediante un control PD sobre el movimiento de arfada y el ángulo
de cabeceo en un buque de alta velocidad.. XXI Jornadas de
Automática. Sevilla.
Reduction of
motion sickness incidence by a pitch and heave PD control in a high speed
craft.
. |
| Se presenta la disminución del
índice de mareo mediante un control PD sopbre el movimiento de arfada
y el movimiento de cabeceo de un buque de alta velocidad. Se describe el
método de sintonía utilizado para sintonizar el control PD
y se muestran los resultados obtenidos para las velocidades del buque de
20, 30 y 40 nudos y para los estados de la mar 4, 5 y 6. |
|
[ESTEBAN2000a]
© IFAC
** |
S. Esteban, J.M.
Girón-Sierra, J.M. de la Cruz, B. de Andres, J.M. Díaz, J.
Aranda. Fast Ferry Vertical Accelerations Reduction with Active Flaps
and T-Foil.. 5th IFAC Conference on Manoeuvring and Control of Marine
Crafts MCMC2000. Aalborg..
| The research deals
with the design and use of actuators to improve the seakeeping performances
of a fast ferry. The interest of the research is now restricted to heaving
and pitching motions, with heading sea. The ship has active control surfaces
(flaps and T-foil). The paper presents a control-oriented model of these
actuators, in SIMULINK. This model can be easily coupled with a SIMULINK
model of the ship, furnishing a simulation environment for control studies.
Using this facility, a study of control alternatives (moving the actuators)
has been started. We include in the paper first results with conventional
PID control, which are useful as reference for comparison purposes. |
Reducción de las aceleraciones
verticales de un ferry rápido con flaps y T-foil activos.
El artículo consiste en un diseño y uso de actuadores para
mejorar el comportamiento de un ferry rápido. Se tratan los movimientos
heave y pitch con mar de proa. Los actuadores consisten en dos superficies
horizontales activas, una denominada T-foil en proa y la otra flap en popa.
Se presenta un modelo orientado a control de estos actuadores en SIMULINK
que se une a otro modelo SIMULINK del barco para constituir un entorno de
simulación. Utilizando esta herramienta se realiza un estudio de
alternativas de control, incluyendo los resultados para un control PID
convencional, que será útil para utilizarlo como referencia. |
|
| [ESTEBAN2000b] |
S. Esteban, J.M.
Girón-Sierra, J.M. de la Cruz, B. de Andres. A Computer-Based
Testebed for designing the control of vertical motios of a fast
ferry.. International Conference on Marine Simulation and Ship
Maneuvering. Orlando.
| . |
Un banco de prueba basado en computador
para el diseño del control de los movimientos verticales de un ferry
rápido.
. |
|
| [MOYANO2000] |
E. Moyano,
F.J. Velasco,
L. Bravo. Obtainign Parametric
Wave Models.. 2nd International Congress on Maritime Technological
Innovations and Research. Cádiz.
Waves form the main
source of disturbance for the control of movements of a seavessel. The behaviour
of the sea surface with irregular waves in deep waters is described by means
of wave spectrums. In the study of vertical dynamics, one direccional spectrums
are studied.
Linear parametric models can be used, generating time signals whose spectrums
are close to those required. This paper presents discrete models with a common
structure for various sea conditions, obtained using systems identification
techniques. |
Obtención de modelos
paramétricos de oleaje.
El oleaje es la principal fuente de perturbación para el control de
movimientos de un barco. El comportamiento de la superficie del mar en aguas
profundas es descrito por medios de los espectros de olas. In el estudio
de las dinámicas verticales, se estudia un espectro direccional.
Se pueden utilizar modelos paramétricos, generando señales
temporales con espectros cercanos a los pedidos. Este artículo muestra
modelos discretos con una estructura común para varias condiciones
del mar, para obtenerlos se han utilizado técnicas de
identificación. |
|
| [RUEDA2000] |
Teresa M Rueda,
F.J.. Velasco. Robust
Course-Changin Controller for a Ship Using QFT Design Technique..
2nd International Congress on Maritime Technological Innovations and Research.
Cádiz.
| This paper describes
a robust course-changin controller for a ship using QFT design technique
It shows the good performance of the control system when faced by process
uncertainties and the results are compared with other classical control methods.
|
Control robusto de cambio de rumbo
para un busque utilizando la técncia de diseño QFT.
Este artículo describe un controlador robusto de cambio de rumbo para
un barco utilizando la técncia de diseño QFT. Se muestra el
buen funcionamiento del sistema de control cuando se tienen incertidumbres
en el modelo y los resultados son comparados con otros métodos de
control clásicos. |
|
| [VELASCO2000] |
F.J. Velasco,
E. Lopez. Predective Control
of Ship Steering Autopilots.. 2nd International Congress on Maritime
Technological Innovations and Research. Cádiz.
| This paper is concerned
with the design of a predictive controller of a ship steering autopilot.
The control strategy yields the optimisation of a performance index using
predictions of the output signa based on the Nomoto model. The benefits of
this control design are illustrated by simulation. |
Control predictivo de un autopiloto
para sistema de gobierno de un buque.
En este artículo se presenta el diseño de un controlador predictivo
del autopiloto para el sistema de gobierno de un buque. La estrategia de
control corresponde a la optimización de un índice de
funcionamiento usando predicciones de la señal de salida basada en
el modelo de Nomoto. Los beneficios de este diseño de control se muestran
mediante simulación. |
|
| [ARANDA99] |
J. Aranda,
J.M. de la Cruz, J.M. Díaz,
P. Ruipérez. Identificación de sistemas multivariables
acoplados con restricciones.. III Congreso de usuarios de Matlab.Madrid.
17-19 Noviembre 1999.Pp. 239-246.
Identification
of coupled multivariable systems with constrains.
In this paper, a method to identify the transfer functions of a SIMO system
with coupled outputs is developed. . Non-linear constrains are used in the
least square method to estimate the parameters of the ARX models. The developed
method is applied to the identification of models for vertical plane motion
of a high speed craft. The MATLAB functions written to implemented this method
are showed. |
| En este trabajo se desarrolla un método
para la identificación de funciones de transferencia de un sistema
SIMO de salidas acopladas, con modelos paramétricos ARX. Donde en
el proceso de estima de los parámetros por mínimos cuadrados,
se consideran restricciones de igualdad de tipo no lineal. Se muestran los
resultados obtenidos de aplicarlo a la identificación de la dinámica
vertical de un buque de alta velocidad. Se presentan las funciones programadas
en MATLAB que implementan este método. |
|
| [CRUZ99] |
J.M. de la Cruz,
J. Aranda, J.M. Díaz, P.
Ruipérez. . Identificación de modelos lineales con intervalos
de confianza de la dinámica vertical de un buque de alta
velocid. XX Jornadas de Automática.CEA-IFAC. Salamanca. 27-29
Septiembre 1999. Pp. 279-283.
Interval modelling
for vertical plane motion of a high speed craft.
In this paper, the identification of continuous linear models of the vertical
plane motions of a high speed craft is showed for different ship speeds.
The intervals around each coefficient of the transfer functions, which represent
to the models, are obtained. These intervals can be used for robust control
design. |
| En este trabajo se presenta la
identificación de los modelos lineales continuos de la dinámica
vertical de un buque de alta velocidad para distintas velocidades. Así
mismo se han obtenido intervalos para los coeficientes de las funciones de
transferencia que representan a los modelos, lo que permite la utilización
de estos modelos con técnicas de control robusto. |
|
| [LOPEZ99] |
Eloy López, Teresa M. Rueda,
Fco. J. Velasco. . Marine
Course-changing Control using the Pole Placement Method with a Polynomial
Approach. 1st International Congress on Maritime Technological
Innovations and Research. Barcelona. 1999.
| This paper presents
the design study of a controller for steering a ship which uses the pole
placement method with a polynomial approach. The choice of the sampling interval
is found to be very important. Simulation results demonstrate the good
performance of such a controller. In particular, the controller followed
the desired path in a course-changing maneuver with considerable accuracy.
Moreover, this method is found to provide satisfactory results in spite of
modelling errors. |
| Control de cambio de curso utilizando
el método de asignación de polos con un método
polinomial. |
|
| [MOYANO99] |
Emiliano Moyano, Fco. J.
Velasco Laura Bravo, Eloy López, Teresa M. Rueda, Niceto Pérez.
Aplicación de Matlab a la Identificación de Espectro
de Oleaje. III Congreso de usuarios de Matlab.Madrid. 17-19 Noviembre
1999.
| Aplication of
Matlab to Identification of Wave Spectrum. |
| En este artículo se describe el
método utilizado para hallar modelos lineales discretos de tipo ARMA
que describan las perturbaciones principales (olas) que afectan a un buque.
Se emplea la toolbox System Identification de MATLA |
|
| [RUEDA99] |
Teresa M. Rueda, Fco. J.
Velasco, Eloy López, Emiliano Moyano, Laura Bravo, Niceto Pérez.
Aplicación del Método de Asignación de Polos con
Enfoque Polinómico al Control del Cambio de Rumbo de un Buque.
XX Jornadas de Automática. Salamanca. 1999.
| Aplication of
Pole Placement Method to Marine Course-changing Control. |
| Se presenta el diseño del controlador
de un piloto automático marino de un buque de carga, utilizando el
método de asignación de polos con enfoque polinómico.
Se estudia el control del cambio de rumbo y se compara con un regulador PID
convencional.. |
|
| [ARANDA98] |
J. Aranda,
J.M. de la Cruz, J.M. Díaz,
P. Ruipérez, A. Marón. . Implementación en Simulink
de los modelos identificados de la dinámica vertical de un buque de
alta velocid. . XIX Jornadas de Automática.CEA-IFAC. Madrid.
16-18 Septiembre 1998. Pp. 251-255.
Simulink
Implementation of the identified models for vertical plane motion of a high
speed craft .
In this paper, the identification of the vertical plane motion models of
a high speed craft is showed for different ship speeds and sea states. The
vertical plane motion equations are developed and the transfer functions
are obtained. A study of the obtained models are made. The poles movement
with the ship speeds and sea states are showed. Finally a Simulink model
is developed. |
| En este trabajo se presenta la
identificación de los modelos de la dinámica vertical de un
buque de alta velocidad para distintas velocidades y condiciones del mar.
Se desarrollan las ecuaciones que describen dicha dinámica y se obtienen
las funciones de transferencia correspondiente, haciéndose un estudio
de los modelos obtenidos, viéndose como varían los polos de
los mismos a cambios en la velocidad y condiciones del mar. Por último
se desarrolla un modelo "Simulink" para estos modelos. |
|
| [CRUZ98] |
J.M. de la Cruz,
J. Aranda, J.M. Díaz, P.
Ruipérez, A. Marón. Identification of the vertical plane
motion model of a high speed craft by model testing in irregular
waves. Procedings of IFAC Conference CAMS'98 Control Aplications
in Marine Systems. Fukuoka. 27-30 October 1998. Pp. 277-282.
| Experiments in towing
tanks are concerned with the determination of the motion transfer functions,
which are obtained by testing in irregular waves. For this purpose a model
of pitch and heave motions has been developed, and the identified models
of the vertical plane motions of a high speed craft are showed. Linear models
are obtained for different sea states and ship speeds. A general low order
model is obatined by pole-zero cancellation. So, a full model may be considered
for simulation and verification, and a low order model for design. |
Identificación del modelo de
la dinámica vertical de un buque de alta velocidad mediante ensayos
con olas irregulares.
Experimentos en un canal se realizan para la determinación de las
funciones de transferencia de movimiento, las cuales se obtienen mediante
ensayos con olas irregulares. Para ello se ha desarrollado un modelo de los
movimientos de pitch y heave, mostrandose los modelos identificados de la
dinámica vertical de un buque de alta velocidad. Los modelos se han
obtenidos para diferentes estados del mar y diferentes velocidades. Mediante
cancelación de polos-ceros se obtiene un modelo de orden reducido,
de forma que se puede tener un modelo completo para simulación y
verificación y un modelo reducido para diseño. |
|
