This project report is the documentation of the development of an autonomous vessel which can be used in Search and Rescue Operations. The aim of the automation is to follow official searchpatterns used by the Danish Naval Home-Guard, by means of control systems. The goal of the project is to help prevent fatal drowning accidents by lowering the rescue-time in the Search and Rescue operations. For simplification, the modeling of the vessel is split into translational and rotational movement. The parameters for the models are determined experimentally by conducting isolated tests. Through bode plots and root locus, three controllers are developed for different functionalities; maintaining velocity, slowing down dependent on distance, and correcting heading. The velocity and distance controllers are implemented in a cascade system, where the distance is designed as a P-controller. Both the velocity and heading controllers are designed as PID to suppress disturbances and speed up the system. The success criteria for the automation was put up as completing the chosen search pattern without deviating more than 2.5 meters from the path. The vessel managed to complete the course by intersecting every point in the case, but failed to stay within the deviation zone. Although, if a more reasonable case had been chosen with softer turns, the system would fare significantly better.
Este informe de proyecto es la documentación del desarrollo de una embarcación autónoma que puede utilizarse en operaciones de búsqueda y rescate. El objetivo de la automatización es seguir los patrones de búsqueda oficiales utilizados por la Guardia Naval danesa, mediante sistemas de control. El objetivo del proyecto es ayudar a prevenir accidentes mortales por ahogamiento reduciendo el tiempo de rescate en las operaciones de búsqueda y salvamento. Para simplificar, la modelización del buque se divide en movimiento de traslación y de rotación. Los parámetros de los modelos se determinan experimentalmente mediante la realización de pruebas aisladas. Mediante diagramas de bode y root locus, se desarrollan tres controladores para diferentes funcionalidades; mantener la velocidad, reducir la velocidad en función de la distancia y corregir el rumbo. Los controladores de velocidad y distancia se implementan en un sistema en cascada, donde la distancia se diseña como un controlador P. Tanto los controladores de velocidad como los de rumbo están diseñados como PID para suprimir las perturbaciones y acelerar el sistema. El criterio de éxito para la automatización se estableció como completar el patrón de búsqueda elegido sin desviarse más de 2,5 metros de la ruta. El buque consiguió completar el recorrido intersectando todos los puntos, pero no consiguió mantenerse dentro de la zona delimitada. Aunque, si se hubiera elegido un caso más razonable con giros más suaves, el sistema habría funcionado mucho mejor.
Aquest informe de projecte és la documentació del desenvolupament d'una embarcació autònoma que es pot utilitzar en operacions de recerca i rescat. L'objectiu de l'automatització és seguir els patrons de la Guàrdia Naval danesa, mitjançant sistemes de control. La finalitat del projecte és ajudar a prevenir accidents mortals per ofegament reduint el temps de rescat en les operacions de recerca i rescat. Per simplificar, la modelització de la barca es divideix en moviment de translació i de rotació. Els paràmetres dels models es determinen experimentalment mitjançant la realització de proves aïllades. Mitjançant diagrames de bode i root locus, es desenvolupen tres controladors per diferents funcionalitats; mantenir la velocitat, reduir la velocitat en funció de la distància i corregir el rumb. Els controladors de velocitat i distància s'implementen en un sistema en cascada, on la distància es dissenya com un controlador P. Tant els controladors de velocitat com els de rumb estan dissenyats com PID per suprimir les pertorbacions i accelerar el sistema. El criteri d'èxit per l'automatització es va establir com completar el patró de recerca escollit sense desviar-se més de 2,5 metres de la ruta. L'embarcació va aconseguir completar el recorregut creuant tots els punts, però no va aconseguir mantenir-se dintre de la zona delimitada. Encara que si s'hagués escollit un cas més raonable amb girs més suaus, el sistema hauria funcionat molt millor.
