This paper presents observations and remarks on the work of ship's steering gear controlled by the autopilot in high seas. Attention is drawn to the insufficient power of steering gear operated by the autopilot in high waves and the consequent possibility of overloading and damage to the gear, creating a threat to the ship. Standard safeguards against damage are discussed. It is suggested that the alarm system should be extended to indicate the load of steering gears. The authors propose a method for assessment of the steering gear load by using a signal that is a nonlinear function of the actual rudder angle, based on the solution used in TS-type autopilot adaptation blocks. The results of computer simulations to obtain such signals for autopilot-controlled ship movement in irregular waves (sea state ranging from 3 to 6) are presented. The conclusion reached is that the signal can be used to assess the steering gear load, which may contribute to increasing ship’s safety in high sea states

The paper refers to the tracking system nonlinear control synthesis via the sliding mode control where it is assumed that there is an unknown nonlinear function in the object model. It has been pointed out that the presented approach may be directly gen-eralized to the much more advanced case, consisting in adaptive approximation of un-known function by means of AI aproximators. The system operation has been illustrated with an example of ship course keeping problem.

Taking into account that the ship dynamics’ identification process is such an ardu-ous task the paper proposes a ship course stabilization algorithm based on the intelli-gent control concept. Such an approach makes it possible for an on-line control algo-rithm synthesis even in the case of the absence of a ship’s dynamical model structure.

This article describes a ship course stabilization system. It is based on the comput-er-borne dynamical model. Such an approach, which uses also the fuzzy sets theory, forms a new and original way of constructing a control algorithm. The computer ship model is simplified, i.e. it does not take into account the dynamics of the steering gear. The algorithm quality has been verified via simulations and compared to the LQR regu-lator.

The paper presents a design of an adaptive system of ship course stabilization based on Nomoto’s model. As a control algorithm the LQR control was adopted,whereas the model identification is performed on the basis of ‘continuous version’ of the least-squares algorithm. The performance of the system operation was simulated using a de Witt-Oppe nonlinear model as a real ship model.

Wprowadzono uproszczony, kinematyczny model względnego ruchu dwóch statków na morzu. Przeanalizowano możliwości wykorzystania modelu w różnych wariantach sytuacji kolizyjnych.

Oprócz przedstawienia podstawowych faktów z zakresu gier różniczkowych skoncentrowano się na problemie określania barier oddzielających tzw. zbiór sterowalności od pozostałych punktów przestrzeni stanów. Problem ten jest typowy dla gier jakościowych lub tzw. gier rodzaju [1]. Pokazano jak w prosty sposób można problem gier jakościowych sprowadzić do problemu znajdowania trajektorii optymalnych, charakterystycznego dla gier ilościowych. Uzyskane rezultaty zilustrowano przykłądzem z zakresu optymalnej nawigacji.

W pracy obok przedstawienia metody Caratheodory'ego od noszącej się do tzw. najprostszego zadania rachunku wariacyjnego, podano również jej zastosowanie do zagadnień z ruchomymi końcami. Wyprowadzono w prostszy sposób (w stosunku do znanego w literaturze) warunki transwersalności, a więc warunki jakie musi spełniać ekstremala w swoich początkowym i końcowym punktach. Podano ilustrację wyprowadzonych warunków na przykładzie.

W pracy obok przedstawienia problemu sterowania optymalnego wyprowadzono - na podstawie metody Caratheodory'ego - warunki konieczne i dostateczne optymalności sterowania w Bellmanowskiej formie. Wyprowadzono tzw. warunki transwersalności, jakie musi spełniać wekto stanu w momencie osiągnięcia zbioru celu. Przedstawiony aparat zillustrowano na kilku przykładach z zakresu optymalnej nawigacji.

The paper presents a proposal of auiomatic system design able to steer the ship along a preset trajectory (route) at sea, Since a ship motion model used here is nonli-near the control algorithm synthesis is based on the output feedback linearization tech-nique. This relatńtefy nerw branch of differential geometrie control theory has attracted vast attention of researchers. The wave action and load disturbances, acting on the ship (wind, current), are also taken into account. The simulations show the very high controller performance as compared to the other types of algorithms, e g. linear LQR.

Sformułowano problem sterowania optymalnego wraz z podstawowym narzędziem do wyznaczania sterowań optymalnych, jakim jest zasada maksimum Pontriagina. Opierając się na wprowadzonych pojęciach, sformułowano zadanie filtracji optymalnej Kalmana oraz wyprowadzono równania filtru optymalnego. Ponieważ istnieje wiele sposobów wyprowadzenia równań filtru (głównie podejść stochastycznych) na uwagę zasługuje fakt. te traktując macierze kowariancji zakłóceń jako odpowiednie „wagi" w funkcjonale jakości sterowania, wyprowadzono równania filtru w całości na podstawie teorii sterowania deterministycznego.

Przedstawiono propozycją systemu automatycznego sterowania statfeiem wzdłuż zadanej trajektorii. Dokonując syntezy algorytmu sterowania, oparto sią na teorii sterowania optymalnego LQR (linear guadratic regulator). Jako sposób przeciwdziałania stałym zakłóceniom działającym na statek (prąd. wiatr) wprowadzono dodatkowo całkowanie. Otrzymane rezultaty symulacyjne porównano nastąpnie z innymi typami sterowania LQR

Przedstawiono problem sterowania optymalnego wraz z głównym narzędziem służącym do wyznaczania rozwiązań optymalnych - zasadę maksimum Pontriagina, a takie problem Zermello optymalnej trajektorii ruchu statku w obszarze prądów znoszących. Wyjaśniono również rozwiązanie numeryczne dla przypadku wirowego pola prądów znoszących oraz przedyskutowano otrzymane wyniki.