طراحي كنترل كننده بهينه غيرخطي براي حركت زيردريايي در كانال عمق با استفاده از روش گراديان نزولي با انتخاب روشمند گام

Design of Nonlinear Optimal Controller for moving of Underwater Vehicle in Depth Channel by using Gradient Descent Method with Systematic Step Selection

چكيده: اين مقاله به طراحی يك كنترل كننده بهينه غيرخطی برای مدل غيرخطی شش درجه آزادی يك زيردريايی می پردازد. اهداف طراحی پايدارسازی، رسيدن به عمق مطلوب در پايان مانور و انتخاب مسير بهينه مانور است كه با حل بهينه تابع هزينه تعريف شده قابل دستيابی است. نوآوری اين مقاله انتخاب روشمند گام در حل مسئله بهينه سازی تابع هدف به كمك الگوريتم گراديان نزولی است كه سرعت همگرايی روش را تا حدود دو برابر نسبت به انتخاب گامهای يكسان افزايش يافته است. در پايان به كمك شبيه سازی با نرم افزار متلب رفتار مقاوم كنترل كننده در حضور عدم قطعيت پارامتری مدل برای مانور در عمق های مختلف بررسی شده كه نتايج نشان دهنده دستيابی به اهداف طراحی و عملكرد مقاوم كنترل كننده طراحی شده است.

Abstract: This paper proposes the design of a nonlinear optimal controller for a submarine with nonlinear model with six degrees of freedom (6-DOF). The control aims includes achieving system stability, reaching the submarine to a desirable point at the end of the maneuver, and choosing the optimal path that are accessible by solution of optimal cost function. The novelty of this paper is the systematic step selection in the gradient descent algorithm that has increased the rate of convergence beyond two times rather than fixed step algorithm. Finally, via some simulations, the robust performance of the designed controller for moving in different depths with considering of parametric uncertainty has been confirmed.