Stability and tracking control of nonlinear rigid body ship motions

Abstract

At present, rapid medical service is beneficial for the efficient and effective treatment of patients. It is especially important in Bangkok metropolitan where there are communities who do not have easy access to medical service along the Chao Phraya River. This research established a catamaran for the treatment and diagnosis of patients for riverbank communities with a computerized tomography scanner mounted on the catamaran. However, ships in the Chao Phraya River are prone to current, wind, and unknown disturbance from surrounding environment, making the ship system potentially has unstable movement and stability problems. Therefore, the objective of this research was to solve related control problems in nonlinear ship system and ship stabilization. The fundamental equations of constrained motion (FECM) were used to examine a control force to stabilize the ship system in the nominal system. The results revealed that the ship system was affected by environmental disturbances in real-world applications, which this led to the need for considering the ship system by an uncertainty control in the actual system. The ship’s dynamic motion was studied as a rigid body to describe the ship’s stabilization. The simulation results of the method followed the laws of motion and control theory in this study. Process can effectively represent the ship dynamics systems consistent with the constraint equations. Moreover, acceleration can be converted to velocity, which was the data for choosing a force generation tool in order to control the ship system in a stable and safe way. The results obtained from the process can be applied to the ship system for ship tracking control and ship stability with generating force

ในปัจจุบันการบริการทางการแพทย์อย่างรวดเร็วถือเป็นผลดีต่อการรักษาผู้ป่วยอย่างทันท่วงทีและมีประสิทธิภาพ โดยเฉพาะในเมืองใหญ่อย่างกรุงเทพมหานครและปริมณฑลที่มีชุมชนตลอดริมฝั่งแม่น้ำเจ้าพระยา จึงทำให้มีโครงการจัดทำเรือคาตามารันเพื่อการรักษาและวินิจฉัยผู้ป่วยสำหรับชุมชนริมฝั่งแม่น้ำเจ้าพระยาด้วยเครื่องเอกซเรย์คอมพิวเตอร์ที่ติดตั้งอยู่บนเรือคาตามารัน แต่เนื่องจากเรือให้บริการในแม่น้ำเจ้าพระยาซึ่งมีลักษณะคลื่นลมและกระแสน้ำตลอดจนแรงรบกวนอื่นๆ จากสิ่งแวดล้อมโดยรอบซึ่งส่งผลทำให้เรือเกิดปัญหาการเคลื่อนที่และการทรงตัวที่ไม่เสถียรภาพ จึงเป็นสาเหตุและที่มาสำหรับการศึกษาและนำเสนอแนวทางการแก้ไขปัญหาการควบคุมเส้นทางเรือแบบไม่เป็นเชิงเส้นและการทรงตัวของเรือ โดยการใช้สมการสำเร็จรูป (The Fundamental Equation of Constrained Motion: FECM) ซึ่งประกอบด้วยสามขั้นตอนย่อยและมีตัวค