Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu giải pháp điều khiển bám quỹ đạo tàu thủy có ràng buộc tín hiệu và bất định hàm ở đầu vào

Luận án nghiên cứu xây dựng bộ quan sát trạng thái và bộ ước lượng, bù thành phần bất định mới. Áp dụng nguyên lý điều khiển dự báo MPC trên cơ sở tuyến tính hóa từng đoạn mô hình phi tuyến để xây dựng bộ điều khiển tàu có mô hình toán dạng thiếu cơ cấu chấp hành bám theo quỹ đạo đặt có ràng buộc tín hiệu và mô hình tàu có chứa thành phần bất định. Mô phỏng và thực nghiệm theo phương pháp HIL (Hardware In the Loop) để kiểm chứng bộ điều khiển.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu giải pháp điều khiển bám quỹ đạo tàu thủy có ràng buộc tín hiệu và bất định hàm ở đầu vàoBỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM NGUYỄN HỮU QUYỀN NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP ĐIỀU KHIỂN BÁM QUỸĐẠO TÀU THỦY CÓ RÀNG BUỘC TÍN HIỆU VÀ BẤT ĐỊNH HÀM Ở ĐẦU VÀO LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HẢI PHÕNG - 2019BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM NGUYỄN HỮU QUYỀN NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP ĐIỀU KHIỂN BÁM QUỸĐẠO TÀU THỦY CÓ RÀNG BUỘC TÍN HIỆU VÀ BẤT ĐỊNH HÀM Ở ĐẦU VÀO LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬTNGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓAMÃ SỐ: 9520216CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓANgười hướng dẫn khoa học 1: PGS.TS Trần Anh Dũng HẢI PHÒNG - 2019 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của cá nhân tôi dưới sựhướng dẫn của giáo viên hướng dẫn và các nhà khoa học. Các tài liệu tham khảođã được trích dẫn đầy đủ. Kết quả nghiên cứu là trung thực và chưa từng được aicông bố trên bất cứ một công trình nào khác. Hải Phòng, ngày 8 tháng 12 năm 2019 Giáo viên hướng dẫn Tác giả PGS.TS Trần Anh Dũng Nguyễn Hữu Quyền i LỜI CẢM ƠN Trong quá trình làm luận án, tôi đã nhận được nhiều góp ý về chuyên môncũng như sự ủng hộ giúp đỡ của giáo viên hướng dẫn, của các nhà khoa học, củacác đồng nghiệp. Tôi xin được gửi tới họ lời cảm ơn sâu sắc. Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn đến giáo viên hướng dẫn đã trực tiếp hướng dẫntôi trong suốt thời gian qua. Tôi cũng xin chân thành cảm ơn các nhà khoa học, Khoa Điện - Điện tử,Viện đào tạo sau đại học, trường Đại học Hàng hải Việt Nam đã tạo điều kiệnthuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu thực hiện luận án. Cuối cùng là lời cảm ơn sự ủng hộ, động viên khích lệ to lớn của gia đìnhđể tôi hoàn thành nhiệm vụ học tập. Hải Phòng, Ngày 8 tháng 12 năm 2019 Tác giả luận án Nguyễn Hữu Quyền ii MỤC LỤCMỞ ĐẦU 1 1. Tính cấp thiết của đề tài 1 2. Mục đích và nhiệm vụ của đề tài 2 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của luận án 3 4. Phương pháp nghiên cứu 3 5. Ý nghĩa lý luận và thực tiễn 4 6. Bố cục của luận án 4CHƢƠNG 1 MÔ HÌNH TOÁN VÀ TỔNG QUAN BÀI TOÁN ĐIỀU KHIỂN CHUYỂN ĐỘNG TÀU THỦY 61.1 Mô hình toán mô tả chuyển động tàu thủy 6 1.1.1 Mô tả chuyển động tàu thủy trong hệ quy chiếu 6 1.1.2 Các hệ quy chiếu 7 1.1.3 Mô hình toán mô tả chuyển động tàu thuỷ 6 bậc tự do 9 1.1.3.1 Mối quan hệ giữa vị trí, hướng và vận tốc của chuyển động tàu thủy 9 1.1.3.2 Phương trình mô tả động lực học tàu thủy 10 1.1.3.3 Mô hình toán tàu thuỷ 6 bậc tự do 12 1.1.4 Mô hình toán mô tả chuyển động tàu thủy ba bậc tự do (xét trong mặt phẳng ngang). 13 1.1.5 Mô hình toán mô tả chuyển động tàu thủy ba bậc tự do thiếu cơ cấu chấp hành trên mặt phẳng ngang 17 1.1.5.1 Mô hình toán mô tả chuyển động tàu thủy ba bậc tự do thiếu cơ cấu chấp hành trên mặt phẳng ngang dạng mô hình xác định. 20 1.1.5.2 Mô hình toán bất định mô tả chuyển động tàu thủy ba bậc tự do thiếu cơ cấu chấp hành trên mặt phẳng ngang 211.2 Tổng quan các nghiên cứu về điều khiển chuyển động tàu thủy 23 1.2.1 Tình hình nghiên cứu trong nước 23 1.2.2 Tình hình nghiên cứu ngoài nước 24 1.2.2.1 Tổng quan điều khiển chuyển động tàu thủy đủ cơ cấu chấp hành ...