Gemilerin Yalpa Hareketinin Parçacık Sürüsü Optimizasyonu Uyarlamalı Pdd2 Aktif Finlerle Kontrolü

Abstract

Gemi yapımlarında tüm denetim sistemleri yurtdışından temin edilmektedir. Bu çalışmada, yalpa sönümleyici hidrolik tahrik sistemi ile çalışan aktif fin sistemi donanımının ve denetiminin yurtiçinde gerçekleştirilebilmesi için gerekli bilgi ve deneyim sonucunda ileri denetim tasarımı gerçekleştirilmiştir. Tasarımı gerçekleştirilen Tetiklemeli Hafıza Etkili Parçacık Sürüsü Optimizasyonu Uyarlamalı –Oransal-Türev-İkinci Türev (THEPSO-PDD2) denetleyicisi ile yapılan çeşitli uygulamalarda toplam yalpa hareketi sönümleme performansı %95’in üzerinde olmasının yanısıra, küçük yalpa hareketlerinin sönümlenmesi de başarılmıştır. THEPSO-PDD2 denetleyicisi, yalpa hareketi sönümleyici hidrolik tahrikli fin sisteminde, yalpa açısı, yalpa açı hızı ve ivmesi verilerine göre hidrolik servovalflere, geminin bulunduğu çeşitli çevre ve yükleme koşullarına göre güncellenmiş kumanda sinyalini göndermektedir. Yapılan çalışmalar sonucunda geliştirilen denetleyici algoritması İ.T.Ü.’ye ait olan Martı Gemisi’ne uygulanarak gerçek deniz şartlarında denenmiştir. Böylece literatürde ilk defa PDD2 aktif fin denetleyici sisteminin katsayılarının uyarlanması için THEPSO algoritması kullanılmış, benzetim çalışmasından öteye geçip gerçek zamanda da ilk defa denenmiştir.

Almost all control systems for ships built in Turkey are imported from abroad. In this thesis, control of an active fin system driven by an hydraulic actuator was studied in order to develop an advanced control algorithm. The Triggered Memory Effective Particle Swarm Optimization –Proportional-Derivative-Second Derivative Controller (TMEPSO-PDD2) that resulted in a total roll motion damping performance over 95%, has been developed and damping of small roll motions were achieved. THEPSO-PDD2 controller adjusts the command signal for the hydraulic actuator according to the roll angle, roll velocity and acceleration, in case of the various environmental and loading conditions. Advanced controller design was tested on Martı ship as a full-scale application. As a result, PSO-based PDD2 algorithm of a active fin system controller has been developed nationally for the first time. Furthermore, the controller has been applied to a ship in real-time and in real sea conditions along with numerical simulations. It was proved that comperative results showed promising compliance with each other.