線形二次レギュレーターベースの遺伝的アルゴリズムを使用して、波ピアスカタマランモーションコントロールのためのソフトウェアリアルタイム操作プラットフォーム

この作業は、遺伝的アルゴリズム（GA）に基づいた最適な線形二次調節因子（LQR）を提示し、波ピアスカタマラン（WPC）の頭海の2つの自由度（2 DOF）モーションコントロール問題を解決します。提案されているLQRベースのGA制御戦略は、最適な重み付けマトリックス（QおよびR）を選択することです。提案されたアルゴリズムに基づいたWPCの航海性能は、不確実な係数問題のマルチ入力マルチアウトプット（MIMO）システムのために挑戦されます。WPCの運動学的制約の問題に加えて、海の障害やアクチュエーター（T箔と2つのフラップ）制御など、外部条件を考慮する必要があります。さらに、このペーパーでは、WPCの削減効果をシミュレートするために、MatlabおよびLabViewソフトウェアプラットについて説明します。最後に、提案された手法に基づいてアクチュエーターの有効性をテストするために、リアルタイム（RT）Ni Compactrio埋め込みコントローラーが選択されます。結論として、シミュレーションと実験結果は、提案されたアルゴリズムの正しさを証明します。ヒーブとピッチの削減の割合は、高速と悪い海の状態で18％以上です。また、結果は、Ni Compactrio埋め込みコントローラーの実現可能性も検証します。

This work presents optimal linear quadratic regulator (LQR) based on genetic algorithm (GA) to solve the two degrees of freedom (2 DoF) motion control problem in head seas for wave piercing catamarans (WPC). The proposed LQR based GA control strategy is to select optimal weighting matrices (Q and R). The seakeeping performance of WPC based on proposed algorithm is challenged because of multi-input multi-output (MIMO) system of uncertain coefficient problems. Besides the kinematical constraint problems of WPC, the external conditions must be considered, like the sea disturbance and the actuators (a T-foil and two flaps) control. Moreover, this paper describes the MATLAB and LabVIEW software plats to simulate the reduction effects of WPC. Finally, the real-time (RT) NI CompactRIO embedded controller is selected to test the effectiveness of the actuators based on proposed techniques. In conclusion, simulation and experimental results prove the correctness of the proposed algorithm. The percentage of heave and pitch reductions are more than 18% in different high speeds and bad sea conditions. And the results also verify the feasibility of NI CompactRIO embedded controller.