Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu ứng dụng bộ điều khiển PID thích nghi dựa trên mạng nơ-ron nhân tạo cho hệ thống điều khiển tàu thủy

Luận án này với mục tiêu nghiên cứu các thuật toán điều khiển thích nghi dựa trên sự kết hợp giữa mạng nơ-ron nhân tạo và điều khiển PID thông thường; sử dụng phần mềm Matlab để mô phỏng bộ điều khiển được đề xuất. Đánh giá chất lượng bộ điều khiển PID nơ-ron thích nghi với bộ điều khiển PID thông thường; thực nghiệm trên mô hình tàu thu nhỏ trong bể thử trường Đại học Giao thông Vận tải Thành phố Hồ Chí Minh.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu ứng dụng bộ điều khiển PID thích nghi dựa trên mạng nơ-ron nhân tạo cho hệ thống điều khiển tàu thủy BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM VÕ HỒNG HẢINGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG BỘ ĐIỀU KHIỂNPID THÍCH NGHI DỰA TRÊN MẠNG NƠ-RON NHÂN TẠO CHO HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TÀU THỦY LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HẢI PHÒNG - 2020 BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM VÕ HỒNG HẢINGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG BỘ ĐIỀU KHIỂNPID THÍCH NGHI DỰA TRÊN MẠNG NƠ-RON NHÂN TẠO CHO HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TÀU THỦY LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC HÀNG HẢI MÃ SỐ: 9840106 Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS. TS. Phạm Kỳ Quang 2. PGS. TS. Nguyễn Phùng Hưng HẢI PHÒNG – 2020 MỤC LỤCMỤC LỤC ........................................................................................................ iLỜI CAM ĐOAN .......................................................................................... ivLỜI CÁM ƠN ..................................................................................................vDANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU ................................. viDANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ ......................................................... viiDANH MỤC CÁC BẢNG ............................................................................. xMỞ ĐẦU .......................................................................................................... 11. Tính cấp thiết của đề tài luận án .............................................................. .12. Mục đích nghiên cứu ................................................................................... 33. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.............................................................. 34. Phương pháp nghiên cứu............................................................................ 35. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn.................................................................... 46. Những điểm đóng góp mới ......................................................................... 57. Kết cấu của luận án ..................................................................................... 6CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU VÀ MẠNG NƠ- RON NHÂN TẠO TRONG ĐIỀU KHIỂN ........................... 81.1. Tổng quan vấn đề nghiên cứu của luận án ........................................... 8 1.1.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới liên quan đến luận án .......... 8 1.1.2. Tình hình nghiên cứu trong nước liên quan đến luận án .......... 111.2. Mạng nơ-ron nhân tạo trong điều khiển ............................................. 12 1.2.1. Cấu trúc mạng nơ-ron nhân tạo ................................................ 12 1.2.2. Nhận dạng hệ thống sử dụng mạng nơ-ron nhân tạo ............... 18 1.2.3. Phương pháp ứng dụng mạng nơ-ron trong điều khiển ........... 201.3. Nghiên cứu một số bộ điều khiển PID nơ-ron cho hệ thống điều khiểnhướng đi tàu thủy ......................................................................................... 21 1.3.1. Bộ điều khiển PID dựa trên mạng nơ-ron lan truyền ngược cho điều khiển hướng đi tàu thủy .............................................................. 21 i 1.3.2. Bộ điều khiển PID dựa trên mạng nơ-ron hàm cơ sở xuyên tâm cho điều khiển hướng đi tàu thủy........................................................ 261.4. Cơ sở lý thuyết về các hệ tọa độ và và động học tàu thủy .................. 29 1.4.1. Các hệ trục tọa độ tham chiếu .................................................. 29 1.4.2. Phương trình động học của con tàu ......................................... 34 1.4.3. Phương trình động lực học của vật rắn ..................................... 36 1.4.4. Phương trình động lực học của con tàu .................................... 38 1.4.5. Thủy động lực học .................................................................... 39 1.4.6. Lực phục hồi ............................................................................. 41 1.4.7. Trọng lực thêm vào ................................................................... 421.5. Kết luận chương 1 ................................................................................. 42CHƯƠNG 2. BỘ ĐIỀU KHIỂN PID NƠ-RON THÍCH NGHI DỰA TRÊN MẠNG NƠ-RON LAN TRUYỀN NGƯỢC CHO HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN HƯỚNG ĐI TÀU THỦY .... 442.1. Bộ ...