Integrierte Navigationssysteme für die Binnenschifffahrt bieten seit einigen Jahren die Möglichkeit zur automatischen Bahnführung von Schiffen entlang einer vorgegebenen Leitlinie. Auf kleinen bis mittleren Binnenschiffen (bis ca. 60 m Länge) ermöglicht die hierfür implementierte Regelung selbst in engen Kurven eine automatische Bahnführung ohne Eingriff des Schiffsführers. Bei großen Binnenschiffen kommt es jedoch in engen Kurven zu unakzeptablen Abweichungen von der Sollbahn, wodurch ein vollautomatischer Betrieb in diesen Strecken nicht sicher gewährt werden kann. Die bei gerader Streckenfahrt durchschnittliche Bahnabweichung von rund 1 m kann hier bis auf über 15 m ansteigen. Auf vielbefahrenen Wasserstraßen, wie etwa dem Rhein, musste daher bei engen Kurven bisher auf Handsteuerung zurückgeschaltet werden. Als wesentliche Ursache für die geringe Regelgüte konnte die Vernachlässigung der Driftdynamik in den Modellgleichungen und der daraus abgeleiteten Vorsteuerung ausgemacht werden. Der vorliegende Artikel zeigt, wie aus physikalischen Betrachtungen eine für den Reglerentwurf sinnvolle Modellierung der Driftdynamik erfolgen kann, die insbesondere mit Hinblick auf die Identifizierbarkeit der dabei auftretenden Parameter für den praktischen Einsatz geeignet ist. Die Berechnung der Vorsteuerung erfordert die Integration eines nichtlinearen DGL-Systems , was jedoch problemlos in Echtzeit realisierbar ist. Die bisherige Annahme eines ruhenden Gewässers erlaubte noch keine praktische Erprobung für enge Flusskurven, weshalb zukünftige Arbeiten diesen Punkt näher untersuchen werden.
Entwurf einer Vorsteuerung zur hochgenauen Bahnführung von Binnenschiffen
2002
6 Seiten, 6 Bilder, 13 Quellen
(nicht paginiert)
Conference paper
German
Optimale Regelverfahren zur automatischen Bahnführung von Binnenschiffen
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