tailieunhanh - Tổng hợp bộ điều khiển trượt thích nghi cho hệ lái tự động tàu thủy

Bài viết đề xuất giải pháp tổng hợp bộ điều khiển thích nghi cho hệ lái tự động tàu thủy. Sử dụng công cụ của lý thuyết điều khiển thích nghi và điều khiển sliding mode, đã thu được thuật toán điều khiển thông minh đảm bảo chất lượng ngay cả khi có nhiễu tác động từ bên ngoài. | Tổng hợp bộ điều khiển trượt thích nghi cho hệ lái tự động tàu thủy Nghiên cứu khoa học công nghệ TỔNG HỢP BỘ ĐIỀU KHIỂN TRƯỢT THÍCH NGHI CHO HỆ LÁI TỰ ĐỘNG TÀU THỦY Ngô Trí Nam Cường1*, Nguyễn Văn Lành2 Tóm tắt: Bài báo đề xuất giải pháp tổng hợp bộ điều khiển thích nghi cho hệ lái tự động tàu thủy. Sử dụng công cụ của lý thuyết điều khiển thích nghi và điều khiển sliding mode, đã thu được thuật toán điều khiển thông minh đảm bảo chất lượng ngay cả khi có nhiễu tác động từ bên ngoài. Từ khóa: Điều khiển tàu thủy, Điều khiển thích nghi, Sliding mode, Lái tự động tàu thủy. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Tàu thủy là phương tiện vận tải quan trọng từ trước đến nay. Trong những năm gần đây, với sự phát triển như vũ bão của công nghệ số và sự hoàn thiện của lý thuyết điều khiển, nhiều giải pháp mới hiệu quả đã được đề xuất để nâng cao chất lượng điều khiển cho hệ lái tự động tàu thủy. Một số công trình nghiên cứu liên quan đến thiết kế hệ lái tự động tàu thủy được đề cập ở các bài báo [1][2][3][4][5], tuy vậy, vẫn có nhiều vấn đề chưa được giải quyết một cách thỏa đáng. Dưới đây, bài báo đề xuất một giải pháp tổng hợp bộ điều khiển trượt thích nghi cho hệ lái tự động tàu thủy trên cơ sở mô hình động học được mô tả dưới dạng phương trình vi phân phi tuyến đang được sử dụng rộng rãi hiện nay. 2. TỔNG HỢP BỘ ĐIỀU KHIỂN CHO HỆ LÁI TỰ ĐỘNG TÀU THỦY Mô hình động học của tàu được mô tả bằng phương trình vi phân phi tuyến [2]: ψ + ( + )Ψ̈ + (Ψ̇) = , (1) trong đó: Ψ là góc hướng của tàu; là góc bẻ lái; , , là các tham số động học của tàu, (Ψ̇) là hàm phi tuyến. Đặt = + ; = khi đó phương trình (3) viết lại thành: Ψ̈+ ψ+ (Ψ̇)= . (2) Với (Ψ̇) là hàm phi tuyến của Ψ̇ hàm (Ψ̇) được xác định từ quan hệ giữa và Ψ̇ ở điều kiện xác lập, nghĩa là ψ =Ψ̈ = Ψ̇ =0, thực tế kiểm nghiệm cho thấy hàm (Ψ̇) có thể xấp xỉ dạng [2]: (Ψ̇) = Ψ̇ + Ψ̇, (3) trong đó: , là hệ số bất định, phụ thuộc vào hình dạng, kích thước, tải trọng và tính ổn định hay không ổn