Optimale Regelverfahren zur automatischen Bahnführung von Binnenschiffen

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Optimale Regelverfahren zur automatischen Bahnführung von Binnenschiffen

Wahl, A. / Gilles, E.D.

Die automatische Bahnführung von Binnenschiffen ist Inhalt des vorliegenden Beitrags. Zur Lösung der Bahnregelaufgabe werden drei unterschiedliche Regelstrategienentworfen, eine linear optimale Zustandsregelung mit Führungsgrößenaufschaltung, eine nichtlineare modellprädiktive Regelung und eine Optimalsteuerung mit unterlagerter Zustandsregelung. Diese Verfahren werden nicht nur mit Hilfe von Simulationen, sondern auch anhand der Ergebnisse von Versuchsfahrten untersucht, verglichen und bewertet. Ziel einer automatischen Streckenfahrt ist, den Schiffsführer bei seiner Routinearbeit zu entlasten und somit zur Erhöhung der Sicherheit des Verkehrs auf Binnenwasserstraßen beizutragen.

Within this paper the tracking problem of automatic river navigation is presented. To realize track-keeping on waterways three different control strategies are designed, a linear quadratic regulator with injection, a non-linear model predictive controller and an open loop optimal control with underlying linear quadratic regulator. These methods are examined and compared not only with simulations but also with results of different trials. The goal of automatic river navigation is seen in an improvement of the safety on waterways through relieving the navigator of tiring routine work.