Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu phát triển hệ thống mô phỏng chuyển động tàu thủy với sàn treo ba bậc tự do ứng dụng thuật toán điều khiển hiện đại

Luận án Tiến sĩ "Nghiên cứu phát triển hệ thống mô phỏng chuyển động tàu thủy với sàn treo ba bậc tự do ứng dụng thuật toán điều khiển hiện đại" trình bày các nội dung chính sau: Tổng quan về mô phỏng hàng hải và mô hình toán động lực học của chuyển động tàu thủy; Mô phỏng chuyển động 3D tàu thủy và xây dựng mô hình tín hiệu điều khiển 3 trục tự do của sàn treo cabin; Thiết kế bộ điều khiển dự báo ứng dụng mạng nơron nhân tạo trong điều khiển sàn treo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu phát triển hệ thống mô phỏng chuyển động tàu thủy với sàn treo ba bậc tự do ứng dụng thuật toán điều khiển hiện đại LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của cá nhân tôi dưới sự hướngdẫn của tập thể giáo viên hướng dẫn và các nhà khoa học. Các tài liệu tham khảo đãđược trích dẫn đầy đủ. Kết quả nghiên cứu là trung thực và chưa từng được ai công bốtrên bất cứ một công trình nào khác. Hải Phòng, ngày 12 tháng 12 năm 2023 Tác giả Trương Công Mỹ i LỜI CÁM ƠN Trong quá trình làm luận án, tôi đã nhận được nhiều góp ý về chuyên môn cũngnhư sự ủng hộ giúp đỡ của giáo viên hướng dẫn, của các nhà khoa học, của đồngnghiệp. Tôi xin được gửi tới họ lời cảm ơn sâu sắc. Tôi xin bày tỏ lòng cám ơn đến giáo viên hướng dẫn đã trực tiếp hướng dẫn tôitrong suốt thời gian qua. Tôi cũng xin chân thành cám ơn các nhà khoa học, Khoa Hàng hải, Khoa Điện– Điện tử, Viện đào tạo sau đại học, trường Đại học Hàng hải Việt Nam đã tạo điềukiện thuận 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 đình để tôihoàn thành nhiệm vụ học tập. Hải phòng, Ngày 12 tháng 12 năm 2023 Tác giả Trương Công Mỹ ii MỤC LỤCMỤC LỤC .................................................................................................................... iiiDANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ .........................................................................viDANH MỤC CÁC BẢNG............................................................................................ixDANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT..................................................................................... xMỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 11. Tính cấp thiết của luận án .............................................................................. 12. Mục tiêu nghiên cứu của luận án ................................................................... 43. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của luận án ............................................. 4 3.1 Đối tượng nghiên cứu........................................................................................ 4 3.2 Phạm vi nghiên cứu ........................................................................................... 44. Phương pháp nghiên cứu của luận án ........................................................... 55. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn........................................................................ 56. Những điểm đóng góp mới………………………………………………………....67. Bố cục của luận án………………………………………………………………….6CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ MÔ PHỎNG HÀNG HẢI VÀ MÔ HÌNH TOÁNĐỘNG LỰC HỌC CỦA CHUYỂN ĐỘNG TÀU THỦY ..........................................81.1 Giới thiệu về hệ thống mô phỏng hàng hải ................................................. 81.2 Tính hình nghiên cứu trong và ngoài nước có liên quan đến đề tài luậnán……………………………………………………………………………….12 1.2.1 Tình hình nghiên cứu ngoài nước ................................................................ 12 1.2.2 Tình hình nghiên cứu trong nước .................................................................24 1.2.3 Hướng nghiên cứu của luận án ....................................................................261.3 Mô hình toán học mô tả chuyển động tàu thủy dạng không gian trạngthái ...................................................................................................................... 27 1.3.1 Phương trình toán mô tả chuyển động tàu thuỷ với 6 bậc tự do..................29 1.3.2 Phân tích vectơ tổng hợp lực và mômen bên ngoài tác động vào con tàu(không bao gồm lực và mômen nổi) ..............................................................................321.4 Lực và mômen do tác động của nhiễu loạn môi trường .......................... 35 1.4.1 Lực và mô men của dòng chảy tạo ra .......................................................... 36 iii 1.4.2 Lực và mô men của gió tạo ra ......................................................................36 1.4.3 Lực và mô men của sóng tạo ra ...................................................................381.5 Kết luận Chương 1................................................................................................40CHƢƠNG 2. MÔ PHỎNG CHUYỂN ĐỘNG 3D TÀU THUỶ VÀ XÂY DỰNGMÔ HÌNH TÍN HIỆU ĐIỀU KHIỂN 3 TRỤC TỰ DO CỦA SÀN TREO CABIN.......................................................................................................................................412.1. Phần mềm mô phỏng chuyển động 3D tàu thủy - Unity 3D .................. 41 2.1.1 Triển khai hệ thông mô phỏng chuyển động tàu thủy trong Unity3D .........42 2.1.2 Các công cụ cơ bản để chuyển đổi từ phương trình động học thành chuyểnđộng 3D ......................................................................................................................... 432.2 Ứng dụng phần mềm Unity3D để mô phỏng chuyển động tàu thuỷ ...... 45 2.2.1 Tạo lực nổi cho tàu thủy ..............................................................................46 2.2.2 Tạo lực và mô men thủy động học cho tàu thủy ..................... ...