Controller Design for Roll Motion of a Planing Hull From a Safe Transportation Perspective

Authors : Hakan DEMİREL, Fuat ALARÇİN

Pages : 1-11

Doi:10.26650/JTL.2020.0010

View : 13 | Download : 5

Publication Date : 2020-05-27

Article Type : Research Paper

Abstract :Denizcilik sektöründe güvenli seyir konusu her geçen gün daha da önem kazanmaktadır. Sadece yolcu ve yük taşımacılığı açısından değil, farklı deniz operasyonlarında da bu durum geçerliliğini korumaktadır. Bu noktadan yola çıkarak gemilerde, denizlerde karşılaşılabilecek farklı şiddetteki rüzgar, dalga vb durumlarda güvenli seyir gerçekleştirilebilmesi amacıyla birçok ekipman kullanılmaktadır. Bu ekipmanlar aktif ve pasif sistemler olarak sınıflandırılmakta ve farklı gemi tiplerine uygulanabilmektedir. Özellikle hız ve manevra kabiliyetinin yüksek olduğu gemi türleri için anlık tepkilerin önemli olması nedeniyle aktif dengeleyici sistemler sıklıkla kullanılmaktadır. Kullanılan birçok aktif sistem olmakla beraber, aktif yalpa dengeleyici fin sistemleri en yaygın olanıdır. Bu bağlamda, çalışmada aktif yalpa dengeleyici fin sistemi ile kayıcı bir teknenin yalpa hareketi için, Doğrusal Matris Eşitsizlikleri tabanlı, dayanıklı ve doyumlu H2 durum geri beslemeli kontrol uygulaması tanımlanmaktadır. Matematik modelde doğrusal olmayan ifadeler, sönüm ve doğrultucu moment terimleriyle ifade edilmektedir. Kayıcı teknenin yalpa hareketinin matematik modeline dayalı olarak ayrıca durum-uzay modeli, kontrol uygulaması ve simülasyon için sunulmaktadır. Aktif fin yalpa dengeleyici sistemin farklı açılardaki boyutsuz kaldırma katsayıları Star CCM+ programıyla hesaplanmıştır. Kontrollü ve kontrolsüz durumlardaki yalpa genlikleri maksimum kaldırma katsayısı için incelenmiştir. Sonuç olarak, güvenli bir ulaşım için önerilen yaklaşımın verimliliği simülasyon sonuçlarıyla gösterilmiş ve yalpa hareketinin genlikleri makul seviyelere düşürülerek etkili bir çalışma gerçekleştirilmiştir.
Keywords : Doğrusal Matris Eşitsizlikleri, Yalpa Dengeleyici Fin, Güvenli ulaşım, Kontrolcü Dizaynı, Yalpa Hareketi