مدل خودرانص. System Identification Determination of Ship Maneuvering Hydrodynamic Coefficients Based on Free-running Model Test Results طری ه ذسی دریا

Transcription

1 طری ه ذسی دریا ؾب یبظز / ق بض / ث بض تبثؿتب 394)39-9( محاسبه ضرائب مانور ضناورها مدل خودرانص به کمک روش ضناسایی سیستم مبتنی بر تستهای سجاد حاجی 3 * زاده محمد سعید سیف حمید مهدیقلی دانشجوی دکتری مهندسی دریا دانشکده مکانیک دانشگاه صنعتی شریف Hjizdeh@mech.shrif.ir استاد قطب علمی هیدرودینامیک و دینامیک متحرکهای دریایی دانشکده مکانیک دانشگاه صنعتی شریف seif@shrif.edu استادیار قطب علمی هیدرودینامیک و دینامیک متحرکهای دریایی دانشکده مکانیک دانشگاه صنعتی شریف mehdi@shrif.edu 3 اطالعات هقال تبضیرچ مب : تبضید زضیبفت مب : 393/07/3 تبضید پصیط مب : 394/0/5 تبضید ا تكبض مب : 394/06/3 و بت و یسی: ب ض فی تطوب ق ب ض خبثدبیی ضطائت یسض زی ب یىی ض ق بؾبیی ؾیؿت چكيذ زض عی ؾب یب اذیط س بی رت فی اظ ب ض ق ب ض بی خبثدبیی اضائ قس و لبزض ؿت س ثب تمطیت بؾجی ویفیت ب ض ق ب ض ضا تجیی بی س. یى تحمیمبت زض ظ ی حبؾج ضطائت ب ض تؿت ذ زضا ف ب ض ق ب ض ا سن ث ز چ ب قجی ؾبظی ب ض ق ب ض ثب اؾتفبز اظ س بی ضیبضی حس ت ؾؼ یبفت ی بؾجی ساضز. تئ ضی ق بؾبیی ؾیؿت یت ا س ثطای ثیب وطز س ضیبضی ب ض ق ب ض ب ث ؾی ی ؾیؿت زاز بی ض زی زاز بی ذط خی ضز اؾتفبز لطاض یطز. زض ای مب ب ض یه ق ب ض خبثدبیی ثب س ذ زضا ف ثطضؾی قس اؾت ثب اؾتفبز اظ ض ق بؾبیی ؾیؿت ثط پبی ض فی تط وب پیكطفت ضطائت ب ض آ اؾترطاج طزیس ب ض ز ض ظز ق ب ض قجی ؾبظی قس اؾت. تبیح حبن اظ ض ق بؾبیی ؾیؿت ثب ب ض تؿت تدطثی مبیؿ قس تبثیط ظا ی ؾىب ؾطػت ق ب ض ثط زایط چطذف آ ضز ثطضؾی لطاض طفت اؾت. ثسی ی اؾت چ ی س ی ػال ثط تبثیطی و یت ا س زض عطاحی ث ی ق ب ض زاقت ثبقس یت ا س اثعاض بؾجی ثطای ت ؾؼ ض بی و تط ی سایت ق ب ض یع ثبقس. System Identifiction Determintion of Ship Mneuvering Hydrodynmic Coefficients Bsed on Free-running Model Test Results Sjd Hjizdeh *, Mohmmd Seed Seif, Hmid Mehdigholi 3 PhD Student, Deprtment of Mechnicl Engineering, Shrif University of Technology Professor, Center of Excellence in Hydrodynmics & Dynmics of Mrine Vehicle, Shrif University of Technology 3 Assistnt Professor, Center of Excellence in Hydrodynmics & Dynmics of Mrine Vehicles, Shrif University of Technology ARTICLE INFO Article History: Received: 5 Oct. 04 Accepted: 4 Apr. 05 Avilble online: Sep. 05 Keywords: Mneuvering Klmn Filter Displcement Ship Hydrodynmic Coefficient System Identifiction Technique ABSTRACT In the recent yers, different mthemticl models re suggested for mneuvering of displcement vessels tht re cpble of estimtion of vessel mneuvers with cceptble precision. These mthemticl models re bsed on determined hydrodynmic coefficients nd their ccurcy depends on the known coefficients used to solve the mthemticl model. System identifiction methods re developed to clculte these coefficients utilizing input nd output dt obtined from different sources. In this pper different mneuvers re executed through free running model tests of continer ship. The hydrodynmic coefficients in the mthemticl model re determined by the Extended Klmn Filter (EKF) method. Then the mthemticl model is solved nd different mneuvers re simulted by coefficients clculted from the experiments. Simultions re vlidted by model tests. Finlly the influence of rudder ngle nd dvnce speed on turning circle is studied. The mthemticl model nd hydrodynmic coefficients presented in this pper cn be pplied for optimiztion of ship mneuvering performnce nd course control purposes. 9

2 ی ؾدبز حبخیظاز ىبضا / حبؾج ضطائت ب ض ق ب ض ب ث و ه ض ق بؾبیی ؾیؿت جت ی ثط تؿت بی س ذ زضا ف - هقذه ح م ثب ق ب ض ب ث ع ض خ ب ی زض حب افعایف اؾت و یىی اظ ذغط بی آ ثطذ ضز آ ب ثب ث ذه ل زض بعك پطتطافیه یثبقس. زض حب ی و اغ ی ث ذبعط ثط چی یىی اظ ثیكتطی پسیس بی ذغط بن ثطای ب ض ق ب ض ب زض ا اج یثبقس. ب ض ق ب ض ب زض آة آضا ا اج ض ػبت ی ثطای خ یطی اظ تهبز ثط چی یثبقس. ث بثط ای قجی ؾبظی بی لبث لج ثطای ب ض ق ب ض ب ثطای آ ب یع تهبزف خ یطی اظ آ ب ضز یبظ اؾت] [. پیفثی ی ػ ىطز ق ب ض زض حب ب ض یىی اظ ض ػبت ثؿیبض ضز ت خ زض ثطضؾی یسض زی ب یه ق ب ض ب اؾت. ب ض ق ب ض ب پسیس ای اؾت و زاضای عجیؼت ث قست غیطذغی غیطزائ ی اؾت. ثس ی حس زیت بی ض بی تح ی ی اضظیبثی ب ض ق ب ض ب پیفثی ی ب ض ث ع ض ؾ تی جت ی ثط ض اثظ تدطثی ثسؾت آ س اظ ثب ه اعالػبتی یب تؿت بی س ث ز اؾت. ض جت ی ثط ثب ه اعالػبتی تدطثی اظ س ضیبضی ضطایت ب ضز ی تكىی قس اؾت و ای ضطایت یب ث ع ض وب ث ن ضت تدطثی حبؾج قس ا س یب اظ ض بی ی تدطثی ی تح ی ی ثسؾت آ س ا س. پیف ثی ی ب ض ق ب ض زض آة آضا یه ض ع ث ق بض ی- ض ز ث ط حب ذی ی طا لی ت ت ب یق ز و چ سی ضا تفب ت ثب اؾتفبز اظ زی ب یه ؾیبالت حبؾجبتی ثطای قجی ؾبظی ب ض ق ب ض طفت ق ز. ػال ثط ظ ب حبؾج ی و تب آ قجی ؾبظی بی س ضیبضی یبظ ث تؼساز ظیبزی تؿت بی س بض قس ثطای تر ی ضطائت ب ض یسض زی ب یىی ؾىب و زض س ضیبضی ث وبض ی ض س زاض س. ض بی قجی ؾبظی س ضیبضی زی ب یه ؾیبالت حبؾجبتی ض بی قجی ؾبظی ثعض ی ثطای پیف ثی ی ب ض پصیطی ق ب ض ب یثبق س. ظ ب حبؾجبت قجی ؾبظی س ضیبضی ذی ی و تب تط اظ ظ ب زی ب یه ؾیبالت حبؾجبتی اؾت ظیطا چ ی ض ق بیی ت ب یبظ ث ح ؼبزالت حطوت ثب اؾتفبز اظ س ضیبضیبتی تد یع قس ضطائت ب ض زاض س. قجی ؾبظی س ضیبضی تمطیجب ث یه زلیم ظ ب ثطای یه آظ بیف ذ ز ضا ف یبظ زاضز زض حب ی و زی ب یه ؾیبالت حبؾجبتی ث چ سی فت یب یه ب ظ ب ثؿت ث ت ضث ال ؽ س ؾبظی ؾیؿت ضا ف ا ساظ ف ب )زض ا تساز ثب ترهم تدطث اؾتفبز و س جغ حبؾجبتی ػ ىطز ثبال( یبظ زاضز. ث ط حب ا یع بی ظیبزی ثطای اؾترطاج س بی ضیبضی ضطائت ب ض ثب زلت ظیبز ث ذه ل ثطای قطایظ ا اج خ ز زاضز. زض ثیكتط اضز خ ت اؾترطاج ضطائت ب ض تؿت س میس ىب یع نفح ای یب تؿت بی ثبظ ی چطذب /حطوت زایط ای ث وبض ثطز یق س و یبظ س تؼیی قطایظ اؾتبتیىی زی ب یىی ظیبزی یثبق س. ا ی فؼب ی ت ب زض ظ ی س ؾ بظی ب ض ق ب ض ب ث ظ ب زا یسؾ 946 ثط ی طزز و ؼبزالت وب ب ض اؾترطاج قس اثؿت ی پیچیس ت ا بیی ز ض ظز حفظ ؿ یط زض ب ض ك ب زاز قس اؾت. ض اثظ زا یسؾ پبی اؾبؼ تئ ضی بی ا ط ظی ب ض یثبق س] [. زض ز ث ب ض ك د سز وك تیطا ی افعایف ؾ بیع ق ب ض ب ض ز وب تی طثط ب ث ث بظاض ح م لبث یت بی ب ضز ی ثیكتط ضز ت خ لطاض طفت اؾ ت. زض ای ز ض ز تئ ضی اؾبؾی اضائ قس اؾت و چ ب ثؿیبض پط و بضثطز 3 ثبق س تئ ضی آثى یتع. MMG پط فؿ ض آثى یتع اظ ؾؿ زضیبیی زا بضن یىی اظ پیك ب ب زض ظ ی ب ض ق ب ض ب یثبقس. تئ ضی ی كت ثط ثطآ ضز یط بی اضز ثط وكتی ث ػ ا تبثؼی اظ كرهبت حطوت ی ق ب ض ا ت طا ی طی اظ ؼ بزالت حطو ت خ ت ثسؾت آ ضز ؿیط حطوت ق ب ض زض عی ب ض بی ؼ اؾت] 3 [. زض ای تحمیك تؿت حطوت ب ض زایط ای تبیح ثطضؾی آ ب یع ػس لغؼیت كرهبت یسض زی ب یىی ب ضپصیطی ق ب ض ب ثیب قس اؾت. س ق ب ض بی ضز اؾتفبز یه ق ب ض وب تی طثط ز تب س تب ىط ی ثبقس یط بی ؾطج اؾ ی ب یب تطاؾت پط ا یط بی ؾىب زض حی تؿت ب ا ساظ یطی قس اؾت] 4 [. ضطائت یسض زی ب یىی ب ض ق ب ض بی ب ی یطی و زاضای یه پط ا یه ؾىب ی ثبقس ثسؾت آ س اؾت حطوبت چطذف زایط ای قجی ؾبظی قس ثب تبیح تؿت تدطثی مب ؿ ی طزیس اؾت] 5 [. ا ط چ ؾبذتبض ق ب ض وبتب بضا ست ع ال ی اؾت و ضز لج الغ قس اؾت ا ب زاز بی تدطثی حس زی زضثبض ب ض وبتب بضا زض قطایظ بی زضیب ضزی تفب تی خ ز زاضز ثؼضی اظ تحمیمبت خ ز بپبیساضی خ تی شاتی زض ؾبذتبض وبتب بضا ضا كب یز س. ثطای ثسؾت آ ضز زضن ث تطی اظ ضفتبض ب ض یه ق ب ض وبتب بضا زض ای تحمیك آظ بیف بی ؾیؿت بتیىی ثط ض ی وبتب بضا Delft37 )زاضای ع 4 تط ػطو 3 ؾب تی تط آثر ض 0 ؾب تی تط( زض قطایظ زضیب ضزی تفب تی ثب ػ ك بی آة اػساز فط ز تفب ت زض آة آضا ا اج ظ ا دب قس اؾت. تبیح تدطثی ثیب قس زض ای تحمیك ی ت ا س ثطای نحت ؾ دی تبیح ػسزی ث وبض ی ض س] 6 [. زض ای مب یه ض ػسزی ثطای تؼیی یط بی ج و ثط ض ی ب ض ق ب ض بی چ س ثس زض ا اج ػ ی و س ثب اؾتفبز اظ ض خطیب پتب ؿ ؾ ثؼسی ثب تهحیبت ا دب قس اظ ح بی خطیب یؿى ظ ؿتط زاز قس اؾت. ث ذبعط ا یت ذبل 30

3 ؾدبز حبخیظاز ىبضا / كطی سؾی زضیب ؾب یبظز ) ( ث بض تبثؿتب 94 )39-9( 3 ض ع ب ض زض احی ؾبح ی چ ی زض ای تحمیك ث ثطضؾی اثطات ج آث بی و ػ ك ثط ب ض ق ب ض پطزاذت قس اؾت] 7 [. یه ؾطی تؿت بی تدطثی ثط ض ی یه س اظ تب ىط ثب ظطفیت 800Dwt )ع 7/4 تط ػطو /4 تط( زض ح ضچ وكف ثعضي طوع پػ كی زضیبیی زض زا ك ب تط س ط غ ا دب قس. س ث ن ضت ذ زضا ف ػ ی وطز ػ ستب زض قطایظ ؿجتب ج بی ثعضي تؿت ب ا دب قس اؾت. ز ؾطی تؿت ثطای ثطضؾی وب ف ؾطػت زض حب ت ب ض ظی عاي زض ا اج ض ث ض وب ف ؾطػت زض ا اج ضة ا دب قس. وب ف ؾطػت زض ظ ب ی و ب ض ظی عاي زض ا اج ا دب ی ق ز ث ذبعط حطوبت یب ی مب ت اضبفی ا اج وب ف تطاؾت ث ذبعط ؾیؿت فط ب ی ثبقس] 8 [. چ سی س ضیبضی رت ف زض ظ ی قجی ؾبظی ب ض ق ب ض ب ت ؾؼ زاز قس ا س. آثى یتع یه س ضیبضی ثطای ثیب یط ب ب بی یسض زی ب یىی و ثط ض ی ق ب ض ػ یو س ثب اؾتفبز اظ ثؿظ تی ض ثط ض ی تغیط بی اؾتبتیىی ت ؾؼ زاز ا س] 9 [. وطیؿتی ث ه ػجبضت بی س طتج ز ت ؾؼ زاز س و ثیب ط یط بی یسض زی ب یىی زض ظا ی ی ثطذ ضز یثبقس] 0 [. اذیطا ت ؾظ ض ؼ ىبضا یه س ب ضی خسیس اظ لب ا تئ ضی آئط زی ب یه ضطیت ظطی پبیی ىب یه ال طا ػی ت ؾؼ زاز قس اؾت] [. زض حب ی و ط س ؿبظی ب ض) MMG ا ب وبؾبیی( یه س ضیبضی ؿتط زاز ا س و ث ع ض اضح كرهبت تؿت آة آظاز ثس / پط ا / ؾىب تبثیط ػ ىطز آ ب ضا ثط زض ثط ی یط س] [. س MMG تبیح ذ ثی ثطای ب ض زض آة آضا كب یز س تبیح ویفی ثطای ؿتط قطایظ ا اج اظ ذ ز كب یز س] 3 [. س بی ب ض ق ب ض و یس بیی ؿت س ثطای تحمیك زض ضز ب ض پصیطی ق ب ض ب عطاحی ؾیؿت و تط حطوبت ق ب ض ت ؾؼ قجی ؾبظ بی ب ض ق ب ض ب] 4 [. ثطای فط بی رت ف اظ س بی ب ض ق ب ض تؼیی وطز پبضا تط بی س ب یك یه وبض ؾرت عبلت فطؾبیی یثبقس. ض ػ ی ثطای تؼیی پبضا تط بی س ق ب ض تؿت س یثبقس تؿت س ق ب ض ض لبث لج زلیمی ثطای ای ظ ض یثبقس. تؿت زض حب ی و عی ثط لت یط یثبقس ؼ ال ث ثؼضی اظ لب ت بی س ره ل و ث وبضثطز زاز بی لبث لج ی حس ز یثبقس ثؿت ی زاضز] 5 [. ؾبز تطی و عی تطی ض تؼیی ضطائت یسض زی ب یىی س بی ضیبضی ب ض ق ب ض ب ض ق بؾبیی ؾیؿت یثبقس. ض ق بی ق بؾبیی ؾیؿت اغ ت زض سؾی و تط ثطای ؾبذت س بی ضیبضی ؾیؿت بی زی ب یىی اظ ضطائت ب ض و ثط پبی زاز بی تدطثی قى طفت ا س اؾتفبز یق س. ض حسال طثغ یىی اظ ؾبز تطی ای ض ب ض فی تط وب پیكطفت یىی اظ پطوبضثطزتطی ای ض ب زض سؾی یثبقس] 6 [. زض وبضثطز بی یسض زی ب یىی ق ب ض ب عیت ض ق بؾبیی ؾیؿت ای اؾت و ی ضطائت ب ض ت ب ثب یه یب تؼساز ذی ی حس زی آظ بیف ذ ز ضا ف یت ا س تر ی ظز ق س. ای زض حب ی اؾت و تؿت بی س میس ذی ی ظیبز ثطای تؼیی ضطایت ضز یبظ اؾت. وب فی تط یه فی تط ثبظ كت پصیط ثط یثبقس و اظ یه ؾطی زاز بی ا ساظ یطی قس یعی حب ت یه ؾیؿت زی ب یه ضا تر ی یظ س لبزض اؾت و ضا ح بیی ضا ثطای ؿبئ ثؿیبض پبی ای زض تئ ضی و تط فطا آ ضز] 7 [. وب فی تط پیكطفت یه ع غیط ذغی اظ وب فی تط یثبقس اغ ت ث ػ ا اؾتب ساضز غیط ضؾ ی زض تئ ضی تر ی حب ت غیط ذغی غطح یق ز ث ع ض ؿتطز ای زض ػ طث ط ث تر ی پبضا تط ب ز جب وطز اقیبء ضزیبثی ث وبض ثطز یق ز] 8 [. آثى یتع ض فی تط وب پیكطفت ضا ثب زاز بی تدطثی ق ب ض بی الؼی س ضیبضی آثى یتع خ ت تر ی ضطائت ب ض ث وبض ثطز. اظ زاز بی تؿت ظی عاي 0/0 ثطای تر ی ضطائت ب ض ذغی اظ زاز بی تؿت زایط چطذف 35 o ثطای ضطائت غیط ذغی اؾتفبز وطز. قجی ؾبظی اؾتفبز قس ثطای تر ی ضطائت ب ض كب زاز غبثمت غمی ت ب ثب زاز بی تدطثی ظی عاي 0/0 زایط چطذف 35 o خ ز زاضز ث ى ثب تبیح تدطثی ظی عاي 0/0 و ثطای ض ق بؾبیی ؾیؿت ث وبض ثطز كس ث ز زاضز] 9 [. ض ی وی ض فی تط وب پیكطفت ضا ثب اؾتفبز اظ زاز بی تؿت ذ ز ضا ف ق ب ض الؼی ) ث ظی عاي زایط چطذف تؿت ظی عاي ظا ی ثعضي غیط ( س ضیبضی MMG ثطای یبفت ث تطی ع تؿت تدطثی ثطای ق بؾبیی ؾیؿت ث وبض ثطز س. ضطائت ب ضی و اظ تؿت بی ظی عاي ظا ی ثعضي ث زؾت آ س ث ز س كب زاز س و اذتالف و چىی ثب ضطائت ان ی زاض س] 0 [. غا ظ ثب اؾتفبز اظ ض بقی ثطزاض پكتیجب ی و یىی اظ ض ق بی ه ػی ی- ثبقس ثطای زاز بی س ضیبضی آثى یتع كب زاز و ضطائت ثسؾت آ س ت افك عزیىی ث ضطائت ب ض ان ی زاضز] [. چ سی پػ ف بی زی ط )ث ػ ا ثب قی ىبضا ( ض فی تط وب پیكطفت ضا ثطای تر ی ضطائت ب ض ث وبض ثطز ا س] [. زض ای مب ب ض ق ب ض وب تی ط ثط KCS و س ی اظ آ ث ع 4/36 تط زض آظ بیك ب سؾی زضی بی زا ك ب ن ؼتی ق طیف ؾبذت قس زض زضیبچ آظازی تؿت ذ ز ضا ف ب ض آ ا د ب قس اؾت ضز ثطضؾی لطاض طفت اؾت. تؿ ت ب ض ز ض ظز ث ن ضت ذ ز ضا ف ا دب قس اؾت زض حی ا د ب تؿ ت ؾ طػت س زض ضاؾتبی حطوبت ؾطج اؾ ی یب ا ساظ یطی ثجت قس اؾت. ؾپؽ ث و ه ؼبز 3 زضخ آظازی )ؾطج اؾ ی ی ب ( س ضیبضی آثى یتع تبیح تؿت ذ زضا ف ب ض ز ض ظز ق ب ض

4 ؾدبز حبخیظاز ىبضا / حبؾج ضطائت ب ض ق ب ض ب ث و ه ض ق بؾبیی ؾیؿت جت ی ثط تؿت بی س ذ زضا ف X m( u wq vr ) Y m( v ur wp ) Z m( w vp uq ) d K ( I xxx I xyy Ixzz ) dt r ( I I I ) q ( I I I ) yy y yz z xy x zz z xz x yz y d M ( I yyy I yzz I xyx ) dt p ( I I I ) r ( I I I ) zz z xz x yz y xx x xy y xz z d N ( I zzz I xzx I yzy ) dt q ( I I I ) p ( I I I ) xx x xy y xz z yy y yz z xy x )( قجی ؾبظی قس اؾت. ض فی ت ط و ب پیك طفت و یى ی اظ ض بی ق بؾ بیی ؾیؿ ت ی ثبق س ث طای تر ی ض طائت یسض زی ب یىی ای ق ب ض ث وبض ثطز قس اؾت ت ب ی ض طائت یسض زی ب یىی ب ض ای س اؾترطاج قس اؾت. ؾپؽ ث و ه ای ضطائت یسض زی ب یىی ثسؾت آ س ث قجی ؾ بظی ب ض ز ض ظز ای ق ب ض پطزاذت قس اؾت ث ب ب ض ز ض ظز آ و ث ن ضت تدطثی ا دب قس ث ز مبیؿ طزیس اؾ ت ت بثیط ظا ی ؾىب ؾطػت ق ب ض ثط زایط چطذف ق ب ض ضز ثطضؾ ی ل طاض طفت اؾت. - هعادالت ها ر ض ا ر ای جابجایی زض آ ب یع ب ض زضیب ب ی ق ب ض بی ؼ ی)خبثدبیی( فطو ی- ق ز و ؾغح ذیؽ یك ثبثت ی ب س. ؼبزالت حطوت ثطای آ ب یع ضفتبض یه ق ب ض ؼبزالت )( قت یق ز] 3 [. ث ن ضت خبثدبیی ؿجت ث جسا رتهبت ض ی طوع ثم ق ب ض ضكل -هختصات ثابت هتحرک در حرکت ض ا ر ]7[ ب غ ض و زض قى حطوت ؾطج كب زاز قس اؾت u v ثیب ط ؾطػت ذغی حطوت اؾ ی ؾطػت ذغی كب w r ز س ؾطػت ذغی حطوت ی ق ب ض یثبقس p كب ز س ؾطػت ظا ی ای حطوت ض q ثیب ط ؾطػت ظا ی ای حطوت پیچ كب ز س ؾطػت ظا ی ای حطوت یب X یط ی اضز ث ق ب ض زض ضاؾتبی حطوت ؾطج كب ز س مساض Y مساض یط ی اضز ث ق ب ض زض ضاؾتبی حطوت اؾ ی Z كب ز س كب ز س مساض یط ی اضز ث ق ب ض زض ضاؾتبی حطوت ی K كب ز س ب حطوت ض M كب ز س ب حطوت یب كب ز س ب حطوت پیچ N I كب ز س ؾطػت ظا ی ای ق ب ض یثبقس. كب ز س ب ای طؾی زض آة آضا ا ط طتج حطوت ؾطج اظ طتج ا فطو ق ز حطوت اؾ ی یب اظ طتج ز ذ ا س ث ز ظیطا و ؾطػت ض ث خ ی ق ب ض اظ ؾطػت بی یب اؾ ی آ ذی ی ثعض تط یثبقس. حطوبت ی ض پیچ اظ طتج ؾ ذ ا س ث ز. ث بثط ای حطوبت ق ب ض زض آة آضا یت ا س ث حطوبت ؾ زضخ آظازی ؾطج اؾ ی یب ؾبز ؾبظی ق ز. m( u vr) X m( v ur) Y Izr ( I y Ix ) pq N )( ؾ ثب ت خ ث ای فطضیبت و ق ب ض ؿجت ث ح ض x تمبض ی- ثبقس تمطیجب ؿجت ث ح ض y تمبض اؾت جسا رتهبت حطوت ق ب ض ثط ض ی طوع ثم ق ب ض یثبقس. ؼبزالت حطوت زضخ آظازی ق ب ض یت ا س ث قى ض اثظ ق ز] 4 [: )3( )3( ؾبز ؾبظی. u u(t) v(t) r(t) (t) v(t) r(t) v(t) (t) r(t) (t) u(t) n(t) n(t) v b v(t) b r(t) b (t) b u(t) r(t) 3 4 r c v(t) c r(t) c (t) 3 ci ( i,,3) ظیف ق بؾبیی ؾیؿت تؼیی ای bi ( i,,3,4) و و ( i,,...,9 i( پبضا تط بی س یثبق س 3 پبضا تط ب ی ثبقس. زض فط ق بض 3 ضطائت c b د الت ؿئ ؿت س ثطای تؼیی ای د الت اثتسا تؿت ذ زضا ف ق ب ض زض زضیبچ آظازی ثجت اعالػبت ؾطػت آ )u r( v چ ی ثجت رتهبت حطوت آ ) X Y( ا دب قس ثؼس ثب وس یؿی ث وبضثطز ض اثظ فی تط وب پیكطفت زض فط ق بض ؾطػت ب ث ػ ا ض زی ؿب ث ثط ب زاز قس ث ز د الت ؿب و ب ضطائت c b ثبق س ثسؾت آ س اؾت. ای یىی اظ عیت بی ض فی تط وب پیكطفت ی ثبقس 3

5 ؾدبز حبخیظاز ىبضا / كطی سؾی زضیب ؾب یبظز ) ( ث بض تبثؿتب 94 )39-9( و لبزض اؾت چ سی د ضا زض یه ؾیؿت غیط ذغی ت ب ثب زاقت ض زی بی ا ساظ یطی قس اظ تؿت س تر ی ثع س. 3- تست ها ر ض ا ر جابحایی ب ص رت خ درا ص یه س 4/36 تطی اظ ق ب ض وب تی طثط KCS ؾبذت قس اؾت ا اع تؿت بی ب ض ثط ض ی ای س ق ب ض ث ن ضت ذ ز ضا ف ن ضت طفت اؾت. كرهبت ق ب ض وب تی طثط ان ی زض KCS خس كرهبت س ؾبذت قس زض خس آ ضز قس اؾت. جذ ل : هطخصات ض ا ر کا تي ر بر KCS ع ثی ز ػ ز ) تط( ع ض ی ذظ آة ) تط( ػطو) تط( اضتفبع) تط( آثر ض) تط( خبثدبیی) تط ىؼت( ضطیت ث وی ضطیت مغغ یب ی لؼیت ع ی طوع ق ب ضی ؿجت ث پبق اظ ؾظ ق ب ض 30 3/5 3/ 9 0/ /65 0/985 -/48 جذ ل : هطخصات هذل ض ا ر کا تي ربر ساخت ضذ میبؼ ع ثی ز ػ ز ) تط( ع ض ی ذظ آة ) تط( ػطو ض ی ذظ آة ) تط( اضتفبع ) تط( آثر ض ) تط( خبثدبیی ) تط ىؼت( ضطیت ث وی ضطیت مغغ یب ی ؾغح ذیؽ ؾىب ) تط طثغ( ؾغح خب جی ؾىب ) تط طثغ( طخ چطذف )زضخ ثط ثب ی ( تؼساز پط ب لغط) تط( ؿجت ب زض 0/7 قؼبع ؿجت ؾغح ؿتط یبفت خ ت ز ضا ؿجت بة آثر ض) تط( حد خبثدبیی ) تط ىؼت( ؾغح ذیؽ)ثب احتؿبة ؾغح ذیؽ ؾىب ( ) تط طثغ( فبن ع ی طوع ثم ) تط( 5/67 4/36 4/4 0/6 0/36 0/ 0/36 0/65 0/984 0/04 0/0 6/8 5 0/5 /3 0/7 ضاؾت طز اضتفبع تبؾ تط) تط( ؾطػت ) تط ثط ثب ی ( ػسز فط ز ثط اؾبؼ ع ثی ز ػ ز 0/0 /7 0/6 فط ثس ق ب ض وب تی طثط KCS زض قى كب زاز قس اؾت. ضكل : فرم بذ ض ا ر کا تي ربر KCS قى 4 كب ز س س ق ب ض وب تی طثط KCS ب ض زض زضیبچ آظازی یثبقس. زض حی تؿت ضكل 3: هذل ض ا ر KCS در حيي تست در دریاچ آزادی ضكل 4: هذل ض ا ر KCS در حيي تست ها ر د ر زدى در دریاچ 0/3 0/0 0/356 3/47 / 33

6 ؾدبز حبخیظاز ىبضا / حبؾج ضطائت ب ض ق ب ض ب ث و ه ض ق بؾبیی ؾیؿت جت ی ثط تؿت بی س ذ زضا ف 4 -ر ش ض اسایی سيستن زض ت ب ضقت ب ػ ثطای ق بذت تح ی آ چ و زض الؼیت اتفبق یافتس اثتسا ث " س ؿبظی قجی ؾبظی" آ ب پطزاذت ی- ق ز " س ؿبظی" ث ؼ ی یبفت یه ضاثغ )یه ضاثغ ضیبضی( ثی ض زی ثب ذط خی ؾیؿت اؾت. "قجی ؾبظی" ث ؼ ی ضا ا ساذت ظ س وطز س ضیبضی ثب اؾتفبز اظ وب پی تط ثطای ثبظؾبظی الؼیت یثبقس. ثؼجبضت زی ط س ؾبظی یؼ ی ثسؾت آ ضز یه ضاثغ ثی ض زی ذط خی ؾیؿت اؾت ثغ ضی و ا ط یه ؾی ب ض زی كبث ث ؾیؿت س قجی ؾبظی قس اػ ب طزز ذط خی بی ؾیؿت ان ی س تمطیجب یىؿب ثبق س. ق بؾبیی ؾیؿت یه ض ذبل اظ س ؿبظی ؾیؿت اؾت و ثب اؾتفبز اظ تبیح یه آظ بیف ػ ی ن ضت ی یطز[ 5 ]. ض ق بؾبیی ؾیؿت زاضای پ ح طح اؾبؾی اؾت: تؼطیف ؾیؿت ض زی ذط خی آ تؼطیف ؾبذتبض) س ( ثطای ؾیؿت تحت غب ؼ ا دب آظ بیف خ غ آ ضی اعالػبت ض زی ذط خی تر ی پبضا تط بی سف اضظیبثی س زض ای تحمیك ض ق بؾبیی ؾیؿت فی تط وب پیكطفت خ ت تر ی ضطائت یسض زی ب یىی ثیب قس ث وبض طفت قس اؾت. و زض قى 5 ث ن زیب طا ض ق بؾبیی ؾیؿت فی تط وب آ ضز قس اؾت. -4 -فيلتر کالوي پيطرفت ؼ ال زض ثطزاضی زاز بی ضز یبظ یع ثطزاضی خ ز زاقت اظ ای ض بؾتتطی ض ثطای تر ی پبضا تط بی س ض بی جت ی ثط زاز بی احت بالتی آ بضی یثبقس. و یىی 4 اظ ای ض ب ض فی تط وب ت ؾؼ یبفت اؾت. ض فی تط وب ت ؾؼ یبفت ث ث ی ؾبظی پبضا تط بی سف ثط اؾبؼ ؼبزالت حطوت تغیط بی حب ت اؾتبتیىی یپطزاظز. ث بثط ای ض فی تط وب ت ؾؼ یبفت یچ یبظی ث زاز ض زی تط بی قتبة و ث ن ضت یعی زض زاز بی تدطثی یثبق س ساضز ای یىی اظ ثعض تطی عیت بی ض فی تط وب ت ؾؼ ث ق بض ی- ض ز. ض فی تط وب ت ؾؼ یبفت ثب اؾتفبز اظ ؼبزالت تح ی ی )3( زاز بی ا ساظ یطی قس اظ تؿت ذ ز ضا ف ق ب ض خ ت تر ی ضطائت یسض زی ب یىی ث وبض طفت قس اؾت. خعئیبت ض فی تط وب ت ؾؼ یبفت زض پی ؾت ا ف اضائ قس اؾت. ضكل 5 - بل ک دیاگرام ر ش ض اسایی سيستن فيلتر کالوي 5 -هحاسب ضرائب يذر دی اهيكی زض ای تحمیك ث ن ضت ذ ز ضا ف تؿت ب ض زایط چطذف زض ؾطػت ظ ایبی ؾىب تفب ت ا دب قس اؾت. زض حی تؿت ؾطػت بی ذغی ق ب ض لؼیت بی ىب ی آ ثجت ا ساظ یطی قس اؾت. ؾطػت بی ذغی ث ػ ا ض زی ثط عجك فط ق بض 3 ث ض فی تط وب پیكطفت زاز قس اؾت ای ض ت ب ضطائت خ ز زض فط ق بض 3 )ضطائت b c( ضا تر ی ظز اؾت. خ ت ثطضؾی نحت تر ی زض بیت ب ض زایط چطذف ثسؾت آ س اظ تؿت س ث ن ضت ذ زضا ف ثب زایط چطذف س ؾبظی قس اظ فی تطوب ثب زض قى 9 مبیؿ قس ا س مبزیط ضطائت یسض زی ب یىی ثسؾت آ س زض خس 3 آ ضز قس ا س. مبزیط ؾطػت زض ضاؾتبی حطوبت ؾطج اؾ ی یب و اظ تؿت س ذ ز ضا ف ب ض ق ب ض ا ساظ یطی قس اؾت ث ػ ا ض زی ث فی تطوب پیكطفت زاز قس اؾت ای ض مبزیط ضطائت یسض زی ب یىی ضا ع ضی ثسؾت یآ ضز و مبزیط ؾطػت و تطی مساض ذغبی ى ضا ثب مبزیط زاز قس ث ػ ا ض زی زاقت ثبقس. زض قى 6 مبزیط ؾطػت بی ثسؾت آ س اظ ض فی تط وب پیكطفت كب زاز قس اؾت. ضكل 6 : ضبي سازی سرعت ای خطی زا ی ای ض ا ر 34

7 ؾدبز حبخیظاز ىبضا / كطی سؾی زضیب ؾب یبظز ) ( ث بض تبثؿتب 94 )39-9( قى بی ؼبزالت 8 كب ز س چ س تب اظ ضطائت یسض زی ب یىی ثیب قس زض 7 )3( یثبق س و اظ ض فی تط وب ت ؾؼ یبفت ثسؾت آ س - ا س مساض ای ضطائت یسض زی ب یىی زض خس قس ا س. ثیب 3 ضكل 7 : ضرائب 3 هحاسب ضذ از ر ش ض اسایی سيستن ضكل 8 : ضرائب هحاسب ضذ از ر ش ض اسایی سيستن جذ ل 3 : پبضا تط ضرایب يذر دی اهيكی بذست آهذ از ض اسایی سيستن مساض پبضا تط مساض (ث ا ساظ حساوثط ( ؼ ال 35 زضخ ( ثب ثیكتطی ؾطػت چطذب س یق ز تب ظ ب یو ق ب ض یه زایط وب )حسال تب 540 زضخ ( عی ىطز اؾت ؾىب زض ای ظا ی ثبلی ی ب س. ای آظ بیف ثطای ط ز عطف چپ ضاؾت ق ب ض ثبیس ا دب ق ز. ب ی و ق ب ض زض حب ز ض ظز اؾت ثبیس زایط چطذف و تط اظ زضخ 540 وب طزز تب پبضا تط بی ب ض تهحیحبت الظ ثطای ا حطاف ایدبز قس ت ؾظ خطیب بی زضیبیی یب ثبز ا دب ق س. زض قى 9 زایط چطذف ثسؾت آ س اظ تؿت ذ زضا ف س زض زضیبچ ثب زایط چطذف س ؿبظی قس اظ ض ق بؾبیی ؾیؿت ثب مبیؿ طزیس ا س. ضكل 9: هقایس دایر چرخص بذست آهذ از تست تجربی ر ش ض اسایی سيستن -6 -تاثير زا ی سكاى بر دایر چرخص زض ازا ث ثطضؾی تبثیط ظا ی ؾىب ثط قؼبع زایط چطذف ای ق ب ض پطزاذت قس اؾت تبیح زض قى 0 آ ضز قس اؾت. ب غ ض و زض قى 0 الحظ یق ز قؼبع چطذف ق ب ض زض ؾ ظا ی زضخ ثب مبیؿ طزیس ا س ثب افعایف ظا ی ؾىب كب س یق ز و قؼبع زایط چطذف وب ف پیسا وطز اؾت ق ب ض زایط و چىتطی ضا ز ض ظز اؾت b b 3 c c b b 4 c 6 -ضبي سازی دایر چرخص زض ثؼضی قطایظ ) ب س خ یطی اظ تهبز ( ق ب ض یبظ س ز ض ظز اؾت ثبیس زض حی ب ض ق ب ض اظ پبیساضی بؾجی ثطذ ضزاض ث ز چ ی مساض لغط زایط چطذف زض حس لبث لج ی ثبقس. ح ا دب ای تؿت ث ای ن ضت اؾت و اثتسا ق ب ض ثب ؾطػت ثبثت زض ؿیط ؿتمی قط ع ث حطوت یو س ؾپؽ ظا ی ؾىب ) 35

8 ؾدبز حبخیظاز ىبضا / حبؾج ضطائت ب ض ق ب ض ب ث و ه ض ق بؾبیی ؾیؿت جت ی ثط تؿت بی س ذ زضا ف ضكل : تاثير زا ی سكاى بر دایر چرخص ض ا ر ضكل : تاثير زا ی سكاى بر ا ذاز قطر دایر چرخص ض ا ر -6 -تاثير سرعت ض ا ر بر دایر چرخص زض ازا ث ثطضؾی تبثیط ؾطػت ق ب ض ثط یعا قؼبع زایط چطذف ای ق ب ض پطزاذت قس اؾت تبیح زض قى آ ضز قس اؾت. زض حی ای ثطضؾی ب ظا ی ؾىب مساض ثبثت 5 زضخ ضا زاقت اؾت. ب غ ض و زض قى الحظ یق ز قؼبع چطذف ق ب ض زض ؾ ؾطػت ض ث خ / /7 تط ثط ثب ی ثب مبیؿ طزیس ا س ثب افعایف ؾطػت ق ب ض كب س یق ز و یعا قؼبع زایط چطذف وب ف پیسا وطز اؾت ق ب ض زایط و چىتطی ضا ز ض ظز اؾت. ضكل : تاثير سرعت ض ا ر بر دایر چرخص آى با زا ی سكاى ثابت 5 درج ضكل 3 : تاثير سرعت ض ا ر بر ا ذاز قطر دایر چرخص ض ا ر در زا ی 7 - تيج گيری سكاى ثابت 5 درج ثط پبی آ ب یع تح ی یسض زی ب یه ق ب ض ب یه لب ت س ضیبضی غیط ذغی ؾ زضخ آظازی اظ ب ض ق ب ض ثیب قس. تئ ضی ق بؾبیی ؾیؿت ثطای تر ی ضطائت یسض زی ب یىی س ث وبض طفت قس یه ا ضیت ثط پبی تئ ضی ض وب فی تط پیكطفت ثطای حبؾج ضطائت یسض زی ب یىی ثیب قس. ث ظ ض خ غ آ ضی بی زاز ثطای تبیح ق بؾبیی پبضا تط ب س ی اظ ق ب ض 4/36 ث ع KCS وب تی طثط تط زض طوع پػ كی سؾی زضیبی زا ك ب ن ؼتی قطیف ؾبذت قس تؿت بی ذ ز ضا ف ب ض زایط چطذف آ زض زضیبچ آظازی ا دب قس. ؾطػت بی ق ب ض زض ضاؾتبی حطوت ؾطج اؾ ی یب زض حی تؿت ذ ز ضا ف ا ساظ یطی قس ای تبیح ث ػ ا ض زی ث تئ ضی وب فی تط پیكطفت خ ت تر ی ضطائت یسض زی ب یىی زاز 36

9 ؾدبز حبخیظاز ىبضا / كطی سؾی زضیب ؾب یبظز ) ( ث بض تبثؿتب 94 )39-9( 7- Dvid, C., Melni, K., Willim, M. nd Benjmin, S.H., (0), Simultion of Mneuvering in Wves for High-Speed Surfce Effect Ship, th Interntionl Conference on Fst Se Trnsporttion FAST 0, Honolulu, Hwii, USA, September 8- Chung, Z., (03) Experimentl nd Numericl Investigtion of Speed Loss due to Sekeeping nd Mneuvering, Doctorl theses t NTNU 9- Abkowitz, M.A., (964), Lecture of Ship Hydrodynmics-Steering nd Mneuver- bility, Hydro-nd Aerodynmic Lbortory, Report No. Hy Christensen, A. nd Blnke, M., (986), A Linerized Stte-Spce Model in Steering nd Roll of High-Speed Continer Ship, Technicl Report 86-D- 574, Servo lbortory, Technicl University of Denmrk. - Ross, A. nd Fossen, T., (007), A novel mneuvering model bsed on low- spect-rtio lift theory nd lgrngin mechnics, In: Proceedings of the IFAC Conference on Control Applictions in Mrine System (CAMS). - Ogw, A. nd Ksi, H., (978), the mthemticl model of mneuvering motion of ship, ISP 5 (9), p Stern, F., Rhee, K.P., Qudvlieg, F., Perdon, P. nd Gorski, J.,( 0), Experience verifiction nd vlidtion of ship mneuvering simultion methods. J. Ship Res. 55(), p Shi, C., (006), Collbortion to Enhnce Development nd Appliction of Shiphndling Simultors, in th IAIN World Congress / 006 Interntion symposium on GPS/GNSS. Jeju, Kore : Li, D., (999), Ship motion nd modeling, Hrbin University Publiction, Hrbin. 6- Lewis, F.L., (986), Optiml Estimtion With An Introduction to Stochstic Control Theory. John Wiley & Sons, Inc. 7- Klmn, R.E., (960), A New Approch to Liner Filtering nd Prediction Problems, Trnsctions of the ASME-Journl of Bsic Engineering, 8 (D): p. 35~45 8- Frin A. (00), Trcking A Bllistic Trget: Comprison of Severl Nonliner Filters, IEEE Trnsctions on Aero-spce nd Electronic Systems, 38(3): 854~ Abkowitz, M.A., (980), Mesurement of hydrodynmic chrcteristics from ship mneuvering trils by system identifiction, dvnce copy of pper. In: Proceedings of the Annul Meeting of SNAM. 0- Rhee, K.P. nd Kim, K., (999), A new se tril method for estimting hydrodynmic derivtives. Ship Ocen Technol. 3 (3), Zhng, X.G. nd Zou, Z.J., (0), Identifiction of Abkowitz model for ship mneuvering motion using قس. ؾپؽ ضطائت یسض زی ب یىی ق ب ض تر ی ظز قس ثب ا ت طا یطی اظ ؾطػت بی ق ب ض لؼیت آ ثسؾت آ س ب ض ز ض ظز ق ب ض س ؿبظی قس. تبیح قجی ؾبظی قس ب ض ز ض ظز ق ب ض ثب تبیح تؿت تدطثی مبیؿ طزیس. زیس قس و س اضائ قس لبزض اؾت ویفیت ب ض ق ب ض ضا ث ذ ثی بیب وطز تبیح ػسزی ا غجبق بؾجی اظ ذ ز كب زاز اؾت. ؾپؽ تبثیط ظا ی ؾىب ؾطػت ق ب ض ثط زایط چطذف ضز ثطضؾی لطاض طفت. تبیح كب زاز و س ب ضی ق ب ض و ث ؾی ض ثیب قس زض ای مب تؼیی قس یت ا س ث ع ض غمی لبث لج ی ؼىؽ و س حطوبت الؼی ق ب ض ثبقس. تبیح كب زاز و فطآی س ا ضیت بی تر ی ضطائت یسض زی ب یىی ثیب قس زض ای مب وب ال ثط فیس ث ز یت ا ث ضاحتی یه س ضیبضی ط چ س ؾبز و خ ت مبنس و تط ؿیط ضز اؾتفبز لطاض ی یطز زض اذتیبض زاقت زاقت چ ی س ضیبضی زض -Broching -Abkowitz 3-Mneuvering Models Group(Jpn) 4-Extended Klmn Filter(EKF) ق ب ض ب اظ ا یت فطا ا ثطذ ضزاض اؾت. کليذ اژگاى 8 -هراجع - Arki, M., Sdt-Hosseini, H., Snd, Y., Tnimoto, K., nd Stern, F., (0), Estimting mneuvering coefficients using system identifiction methods with experimentl, system-bsed, nd CFD free-running tril dt, Ocen Engineering 5, p Y.Li, (009), Simultion of ship mneuvering & course keeping with escort tugs, University of British Columbi, 3- ITTC Recommended procedures & guidelines, Free running model test procedure, Ueno, M., Yoshimur, Y., Tsukd, Y., nd Miyzki, H., (009), Circulr motion tests nd uncertinty nlysis for ship mneuverbility, J Mr Sci Technol, _ JASNAOE 5- Yoshimur, Y. nd Msumoto, Y., (0), Hydrodynmic Dtbse nd Mnoeuvring Prediction Method with Medium High-Speed Merchnt Ships nd Fishing Vessels, Journl of the Society of Nvl Architects nd Mrine Engineers vol.4 in Dec. 6- Milnov, E., Chotukov, V., Efremov, D. nd Stern, F., (04), Systemtic Experimentl Investigtion of Mneuvering Chrcteristics of Free Running Delft Ctmrn in Still Wter nd Regulr Wves, 30 th Symposium on Nvl Hydrodynmics Hobrt, Tsmni, Austrli, -7 November 37

10 ؾدبز حبخیظاز ىبضا / حبؾج ضطائت ب ض ق ب ض ب ث و ه ض ق بؾبیی ؾیؿت جت ی ثط تؿت بی س ذ زضا ف X X K Y g(x,0) t, t t, t t t t )4( g(x t و (0, ثبق س. epsilon-support vector regression. J. Hydrodyn., Ser. B 3 (3), Shi, C., Zho, D., Peng, J. nd Shen, C., (009). Identifiction of Ship Mneuvering model Using Extended Klmn Filtering. Int. J. Mr. Nvigt. Sfe. Se Trnsport. 3 (), Lewndowski, E.M., (004), The Dynmics of Mrine Crft: Mneuvering nd Sekeeping, Advnced Series on Ocen Engineering - Volume, Copyright by World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd. 4- Zho, D. nd Peng, J. (009), Identifiction of Ship Mneuvering Model Using Extended Klmn Filters, Trnsnv Interntionl Journl on Mrine Nvigtion nd Sfety of Se Trnsporttion, Volume 3 Number Mrch 5- Krri, M. (00), System identifiction, Amirkbir University of Technology, Tehrn polytechnic press, (In Persin) پي ست الف: یىی اظ ای ث تطی ض بی ق بؾبیی ؾیت و ثطای تر ی پبضا تط ب ث وبض یض ز ض فی تط وب ت ؾؼ یبفت یب Extended Klmn Filter ی ثبقس و ث اذتهبض EKF ب یس یق ز. زض ظیط طاح تكىی ؼبزالت طث ط ث ض EKF یؿت قس ا س: هرحل ا ل: پیفثی ی مساض تغیط حب ت زض حظ ثؼس: X f( X,0) t, t t, t x t f( Xt, t,0) )( و تر ی حب ت یثبقس. هرحل د م: پیف ثی ی و اضیب ؽ زض حظ ثؼس: f f T f f S t, t ( )S t, t ( ) ( ) Q( ) x x f f و غاو ثی بی ؼبزالتی ؿت س و ای ؼبزالت x ثیب ط ا تمب حب ت بی تغیط یثبق س. ػال ت (...) T ثیب ط T )( حب ت تطا ؿپ ظ بتطیؽ ی ثبقس. هرحل س م: ا ساظ طفت تغیط بی حب ت ث ن ضت تدطثی و Y t بتطیؽ ب یس یق س. هرحل چ ارم: حبؾج ث ط ) ظ ( وب : T T T K S, ( g ) ( g t t t )S t, t ( g ) ( g ) R( g ) x x x n n g g و غاو ثی بی ؼبزالتی ؿت س و ثیب ط n x تغیط بی ا ساظ طفت قس یثبق س. )3( هرحل پ جن: ث ض ظ وطز مساض تغیط حب ت: ا ساظ بی ایس ا تغیط بی حب ت اظ ضاثظ ثبال ی- هرحل ضطن: ث ض ظ وطز مساض و اضیب ؽ حب ت g S )5( t, t I Kt ( ) St, t x هرحل فتن: ح م تىطاض)زض ای طح t ث +t تجسی ی ق ز( ثطای زضن ث تط ای ض ع ض ح یه ثب ز ثؼسی ثب ؾیؿت EKF ثیب ذ ا س قس. فطو و یه ؾی ضا و ث ن ضت ز ثؼسی ثب ؾطػت ثبثت قط ع ث حطوت ی و س یذ ا س ضزیبثی ق ز. ث بثط ای تغیط بی حب ت لؼیت بی Y X ؾطػت بی طث ط ث آ ب X t xt x t yt yt ی ثبقس. )6( ؼبزالت ا تمب حب ت ثطای ای س ػجبضت س اظ: xt xt Txt 0 xt xt u f ( xt, t) yt yt Tyt 0 yt yt u ثسؾت )7( N(0, u بی تهبزفی ؿت س و اظ ) u و یآی س ثیب ط یه قتبة ب كرهی یثبق س. خ ت ا ساظ یطی فطو و اظ یه ؾ ؿ ضی اؾتفبز قس اؾت و زض رتهبت لغجی ػ ی بیس رتهبت R ضا ا ساظ - rt Yt t rt xt yt n g( xt, nt) yt t tn n x t یطی یو س. )8( ؼبزالت ا ساظ یطی ثطای ای س ػجبضت س اظ: n )9( و N(0, dist ثسؾت یآیس یه تهبزفی اؾت و اظ ) N(0, dir ثسؾت n یع یه تهبزفی یثبقس و اظ ) 38

11 ؾدبز حبخیظاز ىبضا / كطی سؾی زضیب ؾب یبظز ) ( ث بض تبثؿتب 94 )39-9( یآیس ث تطتیت ثیب ط یع ثط ض ی مبزیط ا ساظ یطی قس فبن خ ت یثبق س. ثطای اؾتفبز اظ ای س ثب ض EKF ثبیس چ بض تب بتطیؽ غاو ثی حؿبة ق ز. كتك اظ ؼبزالت ا تمب حب ت ؿجت ث تغیط بی حب ت ػجبضتؿت اظ: T f f )0( x ( x, x, y, y) 0 0 T كتك اظ ؼبزالت ا تمب حب ت ؿجت ث یع بی زی ب یىی ػجبضتؿت اظ: f f (0, u,0, u) )( غاو ثی ؼبزالت ا تمب حب ت زض ط ز ضؼیت ف ق حب ت تمطیجب ؾبز یثبق س ظیطا و ؾ آ ب زض ای س ذغی یثبق س. ث بثط ای كتمبت ثبثت ؿت س. كتك ؼبزالت ا ساظ یطی ؿجت ث تغیط بی حب ت ػجبضتؿت اظ: x y n 0 x y n 0 f f x ( x, x, y, y) y y tn n 0 tn n 0 x x x y x 0 0 x y x y / / (x y ) 0 y(x y ) 0 )( زض ؼبز )( ظیط یؽ t ث ذبعط طتت یؿی ؼبزالت حصف g قس اؾت. ث ط حب زض ػ مبزیط زض بتطیؽ زض ط ح م x تىطاض ز ثبض ثبیس حبؾج ق س. مبزیط آ ب اظ تر ی بیی و اظ تغیط بی حب ت ظز ی ق ز حبؾج ی ق س. كتك اظ ؼبزالت ا ساظ یطی ؿجت ث یع بی ا ساظ یطی ػجبضتؿت اظ: ثطای ات ب ای ثب ثبیس ت خ ق ز ث و اضیب ؽ ب و ضایب ؽ smll Q smll 0 یع بی زی ب یىی ػجبضتؿت اظ: )4( زض حب ی و زض ػ یه ػسز و چه ثطای ثؼضی مبزیط و اضیب ؽ اخبظ زاز ی ق ز و ث وبض ض ز. و اضیب ؽ یع بی ا ساظ یطی dis R smll smll dir یه بتطیؽ 44 S ػجبضتؿت اظ: )5( و اضیب ؽ حب ت اؾت ثب اضیب ؽ بی. x, x, y, y زض بیت ثطای ای ى كب زاز ق ز ض س ح ای ؿب ث ع ض نحیح قى طفت اؾت ا اظ ثبیس ث ؾطاؽ ؼبزالت EKF و زض ثبال اضائ قس ضفت غ ئ قس و ؾبیع ت ب بتطیؿ ب زضؾت قى طفت اؾت. ثب ا دب ای فطآی س آقىبض ذ ا س قس و ؾبیع بتطیؽ ث ط وب 4 K ی ثبقس فطآی س زضؾت 4 4 X f f f T f f T S ( ) S ( ) ( ) Q ( ) x x g T g g T g g T K S ( ) ( ) S ( ) ( ) R ( ) x x x n n X X K Y g g S I K ( ) S tt, x قى طفت اؾت. )6( )7( )8( )9( )0( g g 0 0 n ( n, n) )3( 39