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題名 | 限制水域之專家避碰系統與H∞操舵控制器之整合=The Integration of H ∞ Autopilot and Collision-Avoidance Expert System |
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作者姓名(中文) | 黃正能; 張曉陽; | 書刊名 | 成大造船工程學報 |
卷期 | 24 民86.05 |
頁次 | 頁1-33 |
分類號 | 444.884 |
關鍵詞 | 專家避碰系統; H∞操舵控制器; 船舶避碰; |
語文 | 中文(Chinese) |
中文摘要 | 船舶避碰是海上運輸中相當重要課題之一,從以前傳統的目視航行到現在藉電子設備來輔助航行,當面臨碰撞危機時幾乎都還是依賴航行者的經驗,這種方式在以前交通不是如此挔擠時還能使用,但在現今貿易量大幅增加,船舶趨向大型化,船舶的噸位、速度、數量都急劇增加,再加上海上林立的鑽探設施,使得現在的海上交通日趨複雜,如果我們仍延用以往的方式來解決避碰問題,則很可能會因為人為的疏忽而造成無法挽回的損失,這一點在開闊水域尚且如此,如果船舶在一些非開闊水域中將會更為明顯!本文利用專家系統(Expert System )之理論,協助航行官員處理關於船舶在面對障礙物時之避碰問題,或者船舶在分道航行制中橫起巷道時的避碰問題。 當吾船與目標船或與障礙物之間的遭遇情況包含有碰撞危機時,專家避碰系統能夠適時的建議一避碰措施,化解碰撞危機。由專家避碰系統所建議的避碰航向,可由舵手或直接由自動操舵( Autopilot )系統來執行。 本文使用H∞控制理論來設計自動操舵系統,並且使用海流航行法來嘗試消弭海流對船舶的影響,使得船舶能夠航行在計劃的航行帶上,減少不必要的燃料消耗,以增加經濟效益。 經由電腦模擬評估本人所設計之避碰系統及操舵系統,得知:當吾船航行於某些特定水域之下,專家避碰系統確實能夠建議一適當的避碰措施,化解碰撞危機。而當吾船航行於大洋上時,使用海流航行法補償,的確也能夠消除海流對船舶本身的影響。 |
英文摘要 | Collision avoiance is one of the urgent topic on ship voyage at sea. Experts' experience is still essential when a ship is in the danger of colliding with the others nowadays although a lot of electronic voyage supported apparatus have been equiped on ships. To include these experts' experiences to resolve the problems of collision, we design a collision-avoidance expert system that inclueds a knowledge-base to store facts and rules, an inference engine to simulate experts' decision and an interface device. The avoidance action proposed in the research can then be implemented by either a quartermaster or the system itself. To perform the ship task of collision-avoidance effectively, a robust autopilot system, based on the state space H ∞ control methodology, is designed to steer a ship stably for various outer surroundings at sea in performing course-keeping, course-changing and route-tracking moue robustly. |
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