Nonlinear and Optimal Control, Collision Avoidance, and Estimation of Marine Surface Vessels

In dieser Arbeit wird die Modellierung, optimale und nichtlineare Regelung, sowie Kollisionsvermeidung, Zustands- und Störungsabschätzung von Schiffen behandelt. Das nichtlineare dynamische Schiffsmodell wird vorgestellt, das die Grundlage für nichtlineare und optimierungsbasierte Regelungsentwürfe bildet. Ein besonderes Augenmerk wird auf die Kollisionsvermeidung im Rahmen optimierungsbasierter Regler gelegt und die einzelnen Regelungsentwürfe in Simulationen veranschaulicht.

In this work, the modeling, optimal and nonlinear control of marine surface vessels is addressed along with collision avoidance, state and disturbance estimation. The nonlinear dynamical vessel model is presented, which forms the basis for subsequent analysis of nonlinear and optimization-based control designs. A special focus is put on collision avoidance in the context of optimization-based control designs and simulative studies are used to illustrate the individual control designs.