Sine-Cosine Algorithm Based PID Controller for a Catamaran


Şahin Ö. S. , Ayas M. Ş.

4th International Symposium on Innovative Approaches in Engineering and Natural Sciences, Samsun, Turkey, 22 - 24 November 2019, pp.14

  • Publication Type: Conference Paper / Summary Text
  • City: Samsun
  • Country: Turkey
  • Page Numbers: pp.14

Abstract

In this study, control of an active T-foil placed near to the bow and two active flaps located on the transom of a catamaran is performed in order to improve the maritime performance of the catamaran and increase the comfort and safety of passengers and crew. In the scope of the study, heave and pitch motions of the catamaran under the effect of head waves are considered. Sine-cosine algorithm based PID controller was employed for the control of active flap and T-foil actuators. The purpose of the optimized PID controller is to reduce the vertical acceleration by controlling the position of the catamaran, especially controlling the angles of the flaps and the T-foil. Mathematical models of the catamaran and actuators are obtained in MATLAB / Simulink platform. Simulation results show optimally tuned PID controller provide satisfactory results in active flap and T-foil control which effectively reduce vertical acceleration.

Bu çalışmada, bir katamaranın denizcilik performansını iyileştirmek, yolcu ile mürettebatın konfor ve güvenliğini artırmak için tekne kıç tarafına yerleştirilen iki adet aktif flap ile baş tarafa yakın bir noktaya yerleştirilen aktif T-foil eyleyicilerinin denetimleri gerçekleştirilmiştir. Çalışma kapsamında baştan gelen dalgaların etkisindeki katamaranın düşey yönde yaptığı baş kıç vurma ve dalıp çıkma hareketleri dikkate alınmıştır. Flapların ve T-foilin denetimi için ise sinüs-cosinüs algoritması tabanlı PID denetleyici kullanılmıştır. Bu denetleyicinin amacı, flapların ve T-foilin açılarının değiştirilmesiyle katamaranın pozisyonunu kontrol ederek düşey ivmelenmeyi azaltmaktır. Katamaranın ve eyleyicilerin matematiksel modelleri MATLAB / Simulink platformunda elde edilerek benzetim çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar, parametreleri optimize edilen PID denetleyicinin, düşey ivmelenmeyi etkili bir şekilde azaltan flap ve T-foil eyleyicilerin denetimini başarıyla gerçekleştirdiğini göstermektedir.