Khảo sát ổn định và điều khiển

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LƯƠNG ĐÌNH DŨNG KHẢO SÁT ỔN ĐỊNH VÀ ĐIỀU KHIỂN Chuyên ngành: Máy Tự động Thuỷ khí LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS LÊ QUANG HÀ NỘI, 2007 I MỤC LỤC MỤC LỤC I MỤC LỤC CÁC HÌNH VẼ IV MỤC LỤC CÁC BẢNG BIỂU VII LỜI MỞ ĐẦU .1 CHƯƠNG TỔNG QUAN .3 1.1 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA LĨNH VỰC ĐIỀU KHIỂN PHƯƠNG TIỆN THUỶ 1.2 LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN THÍCH NGHI 1.3 NỘI DUNG CỦA ĐỒ ÁN .8 CHƯƠNG MƠ HÌNH TỐN HỌC TÀU THUỶ 2.1 TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG LỰC HỌC TÀU THUỶ .9 2.1.1 Hệ toạ độ khảo sát 2.1.2 Mơ hình phương tiện thuỷ bậc tự 10 2.1.3 Mơ hình tàu thuỷ bậc tự 11 2.2 MƠ HÌNH TUYẾN TÍNH ĐIỀU KHIỂN HƯỚNG TÀU THUỶ 13 2.2.1 Mơ hình Davidson Shiff (1946) 13 2.2.2 Mơ hình Nomoto (1957) 13 2.3 KẾT LUẬN 19 CHƯƠNG XÂY DỰNG BỘ ĐIỀU KHIỂN 20 3.1 TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP ĐẶT ĐIỂM CỰC .21 3.2 XÂY DỰNG BỘ ĐIỀU KHIỂN CHO TÀU THUỶ .23 3.2.1 Thiết kế điều khiển PID 24 3.2.2 Thiết kế điều khiển bậc cao 25 3.3 KẾT LUẬN .26 CHƯƠNG NHẬN DẠNG ĐỐI TƯỢNG .27 4.1 PHƯƠNG PHÁP BÌNH PHƯƠNG CỰC TIỂU HỒI QUY 27 II 4.1.1 Lý thuyết chung .27 4.1.2 Hệ số khứ (forgetting factor) 33 4.2 ỨNG DỤNG 33 4.3 KẾT LUẬN 35 CHƯƠNG KẾT QUẢ MÔ PHỎNG .36 5.1 CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH MÔ PHỎNG .36 5.1.1 Bộ điều khiển PID 36 5.1.2 Bộ điều khiển bậc cao 38 5.2 CÁC KẾT QUẢ MÔ PHỎNG .39 5.2.1 Phần 1: Mơ hình tàu khơng có tác động nhiễu 39 5.2.1.1 Trường hợp mô 39 5.2.1.2 Trường hợp mô 42 5.2.1.3 Trường hợp mô 45 5.2.1.4 Trường hợp mô 49 5.2.1.5 Trường hợp mô 52 5.2.1.6 Trường hợp mô 56 5.2.1.7 Trường hợp mô 60 5.2.1.8 Trường hợp mô 65 5.2.2 Phần 2: Mơ hình tàu có tác động nhiễu .70 5.2.2.1 Trường hợp mô 70 5.2.2.2 Trường hợp mô 10 75 5.2.2.3 Trường hợp mô 11 81 5.2.2.4 Trường hợp mô 12 86 5.3 KẾT LUẬN 89 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 91 TÀI LIỆU THAM KHẢO 93 PHỤ LỤC IV MỤC LỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Mơ hình điều khiển ứng dụng lý thuyết điều khiển thích nghi tự chỉnh Hình 1.2 Mơ hình điều khiển thích nghi gián tiếp .7 Hình 2.1 Hệ toạ độ phương tiện thuỷ 10 Hình 2.2 Hệ quy chiếu với sử dụng cho tàu thuỷ sử dụng mơ hình Nomoto bậc Nomoto bậc 14 Hình 2.3 Sơ đồ tính toán Nomoto bậc 15 Hình 2.4 Mơ hình tàu với thiết bị lái 15 Hình 2.5 Mơ hình máy lái Van Amerongen .16 Hình 2.6 Mơ hình tính tốn tàu Simulink 16 Hình 2.7 Mơ hình vịng quay trở tàu sử dụng Simulink 17 Hình 2.8 Vịng quay trở tàu Shioji Maru với góc bẻ lái   100 .17 Hình 2.9 Mơ hình chuyển động zig-zag cho tàu sử dụng Simulink 18 Hình 2.10 Kết mô chuyển động zig-zag 100-100 tàu Shioji Maru 18 Hình 3.1 Mơ hình điều khiển tàu .20 Hình 3.2 Mơ hình tổng qt hệ thống điều khiển rời rạc 21 Hình 4.1 Sai lệch đầu hệ thống 28 Hình 4.2 Mơ hình phương pháp bình phương cực tiều hồi quy .30 Hình 4.3 Mơ q trình nhận dạng thơng số tàu 34 Hình 4.4 Kết mơ q trình nhận dạng 35 Hình 5.1 Sơ đồ tính hệ thống điều khiển PID 37 Hình 5.2 Sơ đồ mơ sử dụng Simulink 38 Hình 5.3.a Kết mơ phỏng: Góc lệch hướng góc bẻ lái tàu .40 Hình 5.3.b Kết mô 1: Quỹ đạo di chuyển tàu 41 Hình 5.3.c Kết mơ 1: Các tham số ước lượng mơ hình tham chiếu 41 Hình 5.4.a Kết mơ 2: Góc lệch hướng tàu ứng với trường hợp  43 Hình 5.4.b Kết mơ 2: Góc bẻ lái tàu ứng với giá trị  44 Hình 5.4.c Kết mơ 2: Các giá trị ước lượng ứng với giá trị  45 Hình 5.5.a Kết mơ 3: Góc lệch hướng tàu với trường hợp  46 Hình 5.5.b Kết mơ 3: Góc bẻ lái tàu với trường hợp  47 Hình 5.5.c Kết mô 3: Các giá trị ước lượng ứng với giá trị  48 V Hình 5.6.a Kết mô điểm cực với   0.2 ,   0.75 50 Hình 5.6.b Kết mơ điểm cực với   0.1,   0.9 50 Hình 5.7.a Kết mơ 4: Bộ điều khiển PID kết hợp hai điểm cực 51 Hình 5.7.b Kết mô 4: Quỹ đạo di chuyển tàu 51 Hình 5.7.c Kết mô 4: Các tham số ước lượng mô hình tham chiếu 52 Hình 5.8.a Kết mơ 5: Kết góc lệch hướng góc bẻ lái tàu .53 Hình 5.8.b Kết mơ 5: Các tham số a1, a2, a3 ước lượng mô hình tham chiếu 54 Hình 5.8.c Kết mô 5: Các tham số b0, b1, b2 55 Hình 5.8.d Kết mô 5: Quỹ đạo di chuyển tàu 55 Hình 5.9.a Kết mơ 6: Góc lệch hướng tàu ứng với giá trị  57 Hình 5.9.b Kết mơ 7: Góc bẻ lái tàu với trường hợp giảm  58 Hình 5.9.c Kết mơ 6: Các tham số a1, a2, a3 ước lượng mô hình tham chiếu 59 Hình 5.9.d Kết mô 6: Các tham số b0, b1, b2 ước lượng mơ hình tham chiếu 60 Hình 5.10.a Kết mơ 7: Góc lệch hướng tàu ứng với giá trị  62 Hình 5.10.b Kết mơ 7: Góc bẻ lái tàu ứng với giá trị  63 Hình 5.9.c Kết mơ 6: Các tham số a1, a2, a3 ước lượng mơ hình tham chiếu 64 Hình 5.9.d Kết mô 6: Các tham số b0, b1, b2 65 Hình 5.11.a Kết mô điểm cực với   0.4 ,   0.3 66 Hình 5.11.b Kết mô điểm cực với   0.4 ,   0.9 67 Hình 5.12.a Kết mô 8: Bộ điều khiển bậc cao kết hợp hai điểm cực .68 Hình 5.12.b Kết mô 8: Quỹ đạo chuyển động tàu 68 Hình 5.12.c Kết mơ 8: Các giá trị ước lượng a1, a2, a3 69 Hình 5.12.d Kết mơ 8: Các giá trị ước lượng b0, b1, b2 69 Hình 5.13 Tín hiệu nhiễu 70 Hình 5.14 Mơ hình tác động nhiễu 70 Hình 5.15.a Kết mơ 9: Kết với điều khiển PID 71 Hình 5.15.b Kết mơ 9: Quỹ đạo di chuyển tàu với điều khiển PID 72 Hình 5.15.c Kết mô 9: Các giá trị ước lượng điều khiển PID 72 VI Hình 5.16.a Kết mô 9: Kết với điều khiển điều khiển bậc cao 73 Hình 5.16.b Kết mơ 9: Quỹ đạo di chuyển tàu với ĐK bậc cao 73 Hình 5.16.c Kết mơ 9: Giá trị a1, a2, a3 điều khiển bậc cao 74 Hình 5.16.d Kết mơ 9: Giá trị b0, b1, b2 điều khiển bậc cao .74 Hình 5.17 Sai lệch hướng PID (trên) điều khiển bậc cao (dưới) 75 Hình 5.18.a Kết mô 10: Kết với điều khiển PID 76 Hình 5.18.b Kết mô 10: Quỹ đạo di chuyển tàu với PID 77 Hình 5.18.c Kết mơ 10: Các giá trị ước lượng điều khiển PID 77 Hình 5.19.a Kết mơ 10: Kết với điều khiển điều khiển bậc cao 78 Hình 5.19.b Kết mô 10: Quỹ đạo di chuyển tàu với ĐK bậc cao 79 Hình 5.19.c Kết mơ 10: Giá trị a1, a2, a3 điều khiển bậc cao 79 Hình 5.19.d Kết mơ 10: Giá trị b0, b1, b2 điều khiển bậc cao .80 Hình 5.20 Sai lệch hướng PID (trên) điều khiển bậc cao (dưới) 81 Hình 5.21.a Kết mô 11: Kết với điều khiển PID 82 Hình 5.21.b Kết mô 11: Quỹ đạo di chuyển tàu với PID 83 Hình 5.21.c Kết mơ 11: Giá trị a1, a2, a3 điều khiển PID 83 Hình 5.22.a Kết mơ 11: Kết với điều khiển điều khiển bậc cao 84 Hình 5.22.b Kết mô 11: Quỹ đạo di chuyển tàu với ĐK bậc cao 84 Hình 5.23.c Kết mơ 11: Giá trị a1, a2, a3 điều khiển bậc cao 85 Hình 5.22.d Kết mơ 11: Giá trị b0, b1, b2 điều khiển bậc cao .85 Hình 5.23 Sai lệch hướng PID (trên) điều khiển bậc cao (dưới) 86 Hình 5.24.a Kết mô 12: Kết với điều khiển PD 87 Hình 5.24.b Kết mô 12: Quỹ đạo di chuyển tàu với ĐK PD 88 Hình 5.25 Sai lệch hướng điều khiển PID, điều khiển bậc cao, điều khiển PD 89 VII MỤC LỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Bảng ký hiệu 10 Bảng 5.1.a Trường hợp mô 1: Thông số đầu vào 40 Bảng 5.1.b Trường hợp mô 1: a1, a2 , b0 hệ thống chế độ xác lập 40 Bảng 5.2.a Trường hợp mô 2: Thông số đầu vào 42 Bảng 5.2.b Trường hợp mô 2: Kết thời gian độ với giá trị  43 Bảng 5.2.c Trường hợp mô 2: Kết giá trị a1, a2, b0 44 Bảng 5.3.a Trường hợp mô 3: Thông số đầu vào 46 Bảng 5.3.b Trường hợp mô 3: Thời gian độ với giá trị  .47 Bảng 5.3.c Trường hợp mô 3: Các giá trị ước lượng ứng với giá trị  48 Bảng 5.4.a Trường hợp mô 4: Thông số đầu vào 49 Bảng 5.4.b Trường hợp mô 4: Kết thời gian độ ứng với điểm cực 1, điểm cực kết hợp hai điểm cực theo thời gian 52 Bảng 5.5.a Trường hợp mô 5: Thông số đầu vào 53 Bảng 5.5.b Trường hợp mô 5: Giá trị ước lượng chế độ xác lập .54 Bảng 5.6.a Trường hợp mô 6: Thông số đầu vào 56 Bảng 5.6.b Trường hợp mô 6: Thời gian độ với giá trị  .58 Bảng 5.6.c Trường hợp mô 6: Các giá trị ước lượng chế độ xác lập 59 Bảng 5.7.a Trường hợp mô 7: Thông số đầu vào 61 Bảng 5.7.b Trường hợp mô 7: Thời gian độ với giá trị  .61 Bảng 5.7.c Trường hợp mô 7: Các giá trị ước lượng chế độ xác lập 61 Bảng 5.8.a Trường hợp mô 8: Thông số đầu vào 66 Bảng 5.8.b Trường hợp mô 8: Kết thời gian độ ứng với điểm cực 1, điểm cực kết hợp hai điểm cực theo thời gian 67 Bảng 5.9.a Trường hợp mô 9: Thông số đầu vào 71 Bảng 5.9.b Trường hợp mô 9: Giá trị ước lượng điều khiển PID .71 Bảng 5.9.c Trường hợp mô 9: Giá trị ước lượng điều khiển bậc cao 75 VIII Bảng 5.10.a Trường hợp mô 10: Thông số đầu vào .76 Bảng 5.10.b Trường hợp mô 10: Giá trị ước lượng điều khiển PID 78 Bảng 5.10.c Trường hợp mô 10: Các giá trị ước lượng điều khiển bậc cao .80 Bảng 5.11.a Trường hợp mô 11: Thông số đầu vào .81 Bảng 5.11.b Trường hợp mô 11: Giá trị ước lượng điều khiển PID 82 Bảng 5.11.c Trường hợp mô 11: Các giá trị ước lượng điều khiển bậc cao .86 Bảng 5.12.a Trường hợp mô 12: Thông số đầu vào .87 Bảng 5.12.b Trường hợp mô 12: Sai lệch hướng ba điều khiển .88 LỜI MỞ ĐẦU Với lĩnh vực nghiên cứu phương tiện thuỷ, "khảo sát ổn định điều khiển cho tàu thuỷ" hướng nghiên cứu rộng với tham gia hai lĩnh vực: lĩnh vực nghiên cứu ổn định phương tiện thuỷ lĩnh vực điều khiển hàng hải Do hạn chế thời gian đồ án thạc sỹ, đồ án dừng lại việc nghiên cứu, ứng dụng lý thuyết điều khiển xây dựng hệ thống lái tự động cho tàu thuỷ Kể từ tàu thuỷ đời, người dùng nhiều phương pháp để chế ngự điều khiển tàu có mục đích Từ đó, lĩnh vực điều khiển hàng hải đời phát triển với mục tiêu nghiên cứu, phát triển ứng dụng lý thuyết điều khiển việc xây dựng, thiết kế điều khiển, máy lái tự động Như biết, phương tiện thuỷ hoạt động môi trường chịu nhiều ảnh hưởng từ bên ngồi Do đó, phương tiện thuỷ cần có hệ thống điều khiển hoạt động ổn định chịu tác động nhiễu mơi trường bên ngồi Với mục tiêu: "Nghiên cứu, ứng dụng lý thuyết điều khiển thích nghi xây dựng hệ thống lái tự động cho tàu thuỷ", đề tài tập trung nghiên cứu đạt số kết bước đầu việc ứng dụng mơ hình thích nghi gián tiếp để xây dựng hệ thống điều khiển rời rạc Trong phạm vi nghiên cứu, đề tài trình bày cách khái quát trình thiết kế, xây dựng điều khiển kết mơ q trình hoạt động hệ thống phần mềm MATLAB Trong vài năm trở lại đây, ngành công nghiệp tàu thuỷ Việt Nam bắt đầu hồi sinh Nhiều tàu với trọng tải lớn tàu hàng khô 54.000 DWT, tàu dầu 100.000 DWT đóng nhà máy đóng tàu nước Với hướng nghiên cứu từ kết nghiên cứu ban đầu, đề tài hy vọng tương lai gần áp dụng thành nghiên cứu vào thực tế, đóng góp cho phát triển ngành đóng tàu Việt Nam Để hồn thành đồ án này, xin chân thành cảm ơn hướng dẫn PGS.TS Lê Quang bạn đồng nghiệp Xin chân thành cảm ơn! Hà nội, ngày 15 tháng 11 năm 2007 Học viên Lương Đình Dũng 79 Hình 5.19.b Kết mơ 10: Quỹ đạo di chuyển tàu với ĐK bậc cao Hình 5.19.c Kết mô 10: Giá trị a1, a2, a3 điều khiển bậc cao 80 Hình 5.19.d Kết mô 10: Giá trị b0, b1, b2 điều khiển bậc cao STT Tham số Giá trị lớn Giá trị nhỏ Giá trị trung bình a1 -0.001 -1.175 -0.159 a2 0.0982 -0.3376 -0.157 a3 0.3254 -0.4107 0.168 b0 0.0979 -0.0266 -0.0094 b1 0.03 -0.0717 -0.025 b3 0.0636 -0.0159 0.0412 Bảng 5.10.c Trường hợp mô 10: Các giá trị ước lượng điều khiển bậc cao Nhận xét: Tương tự với trường hợp mô 9, kết mơ 10 cho kết có ý nghĩa tương tự Sau khi, giá trị góc lệch hướng tàu tiến tới giá trị góc đặt hướng, giá trị góc lệch hướng dao động xung quanh giá trị góc đặt hướng Sai lệch hướng hai điều khiển nằm vi nhỏ 60 (hình 5.20) Nhưng với điều khiển bậc cao, giá trị góc lệch hướng dao động gần với giá trị góc đặt 81 hướng Bên cạnh đó, góc bẻ lái (  ) điều khiển bậc cao ổn định (hình 5.18.a, hình 5.19.a) Hình 5.20 Sai lệch hướng PID (trên) điều khiển bậc cao (dưới) 5.2.2.3 Trường hợp mô 11 Trong trường hợp mô 11, ta tiến hành đánh giá chất lượng điều khiển PID điều khiển bậc cao với góc đặt hướng Thơng số đầu vào liệt kê bảng 5.11.a STT Thông số đầu vào Góc đặt hướng Thời gian lấy mẫu Hệ số khứ Giá trị B Điểm cực Ký hiệu Giá trị r 700 0.5(s)   B   0.995 0.03 0.2 0.85 p1 p2 0.9172 + 0.0484i 0.9172 - 0.0484i A  0.9185 3.01820 Bảng 5.11.a Trường hợp mô 11: Thông số đầu vào 82 Kết mô điều khiển PID Hình 5.21.a Kết mơ 11: Kết với điều khiển PID Từ hình 5.21.a, ta nhận thấy tín hiệu điều khiển (góc bẻ lái  ) điều khiển PID "nhạy cảm" với nhiễu, góc bẻ lái (  ) liên tục thay đổi Mặc dù vậy, nhìn chung quỹ đạo di chuyển tàu giữ hướng, tàu ngoặt góc 700 STT Tham số Giá trị lớn Giá trị nhỏ Gia trị trung bình a1 -0.001 -1.396 -0.951 a2 0.3947 -0.4226 0.142 b0 0.0491 0.03 0.037 Bảng 5.11.b Trường hợp mô 11: Giá trị ước lượng điều khiển PID 83 Hình 5.21.b Kết mô 11: Quỹ đạo di chuyển tàu với PID Hình 5.21.c Kết mơ 11: Giá trị a1, a2, a3 điều khiển PID 84 Kết mô điều khiển bậc cao Hình 5.22.a Kết mơ 11: Kết với điều khiển điều khiển bậc cao Hình 5.22.b Kết mô 11: Quỹ đạo di chuyển tàu với ĐK bậc cao 85 Hình 5.23.c Kết mô 11: Giá trị a1, a2, a3 điều khiển bậc cao Hình 5.22.d Kết mô 11: Giá trị b0, b1, b2 điều khiển bậc cao 86 STT Tham số Giá trị lớn Giá trị nhỏ Giá trị trung bình a1 -0.001 -1.118 -0.919 a2 0.1375 -0.379 -0.095 a3 0.233 -0.3405 0.186 b0 0.0713 -0.06 0.026 b1 0.03 -0.2757 -0.137 b3 0.2265 -0.0115 0.102 Bảng 5.11.c Trường hợp mô 11: Các giá trị ước lượng điều khiển bậc cao Nhận xét: Từ kết mô 11 hai kết mô 10, ta nhận thấy với hai điều khiển PID điều khiển bậc cao, sai lệch hướng tàu nằm phạm vi nhỏ 60, với điều khiển bậc cao, giá trị góc lệch hướng dao động gần giá trị góc đặt hướng (hình 5.23) Và tín hiệu điều khiển điều khiển bậc cao ổn định (hình 5.21.a, hình 5.22.a) Hình 5.23 Sai lệch hướng PID (trên) điều khiển bậc cao (dưới) 5.2.2.4 Trường hợp mô 12 Trong trường hợp mô 12, ta tiến hành đánh giá chất lượng điều khiển PID, điều khiển bậc cao có tham số thay đổi theo thời gian điều 87 khiển PD có hệ số điều khiển cố định Cả ba điều khiển có điểm cực có tín hiệu góc đặt hương STT Thông số đầu vào Ký hiệu Giá trị Góc đặt hướng r 500 Thời gian lấy mẫu  0.5(s) Hệ số khứ  0.995  0.15  0.75 p1 0.9441 + 0.0469i p2 0.9441 - 0.0469i A 0.9453  2.84230 Điểm cực Hệ số khâu tỉ lệ kp 1.5341 Hệ số khâu vi phân kd 2.0455 Bảng 5.12.a Trường hợp mơ 12: Thơng số đầu vào Hình 5.24.a Kết mô 12: Kết với điều khiển PD 88 Hình 5.24.b Kết mơ 12: Quỹ đạo di chuyển tàu với ĐK PD Nhận xét: Tiến hành đánh giá kết thu từ điều khiển PID với hệ số thay đổi trình nhận dạng (hình 5.15.a), điều khiển bậc cao (hình 5.16.a) điều khiển PD với thơng số hệ thống cố định (hình 5.24.a), ta nhận thấy với ba điều khiển yêu cầu, đặt điểm cực:  Tín hiệu điều khiển điều khiển bậc cao ổn định  Với hai điều khiển PID điều khiển bậc cao có sai lệch hướng nhỏ so với điều khiển PD (hình 5.25) STT Trường hợp Giá trị trung bình Bộ điều khiển PID với thông số hệ thống thay đổi 3.80 Bộ điều khiển bậc cao 3.90 Bộ điều khiển PD với thông số hệ thống cố định 5.20 Bảng 5.12.b Trường hợp mô 12: Sai lệch hướng ba điều khiển 89 Hình 5.25 Sai lệch hướng điều khiển PID, điều khiển bậc cao, điều khiển PD 5.3 KẾT LUẬN Sau tiến hành mơ q trình hoạt động lái tự động với hai điều khiển PID điều khiển bậc cao, ta có số kết luận sau:  Với hai điều khiển, hệ số suy giảm  tăng giá trị hệ thống điều khiển tàu tiến tới chế độ xác lập nhanh  Hệ số khứ  có ảnh hưởng với hai điều khiển: hệ số giảm thời gian độ hệ thống giảm 90  Trong trường hợp hệ thống có nhiễu bên ngồi tác động, ba trường hợp mô cho hai điều khiển đặt điểm cực tàu ln tiến tới góc đặt hướng góc lệch hướng tàu dao động xung quang giá trị góc đặt hướng Sai số hai hệ thống điều khiển gần Nhưng với điều khiển bậc cao tín hiệu điều khiển (góc bẻ lái  ) ổn định so với điều khiển PID Như vậy, điều kiện có nhiễu, hệ thống điều khiển bậc cao đạt độ ổn định điều khiển PID  So với điều khiển PD có thơng số kp, kd cố định, kết sai lệch hướng hai điều khiển thu thấp 91 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI Với mục tiêu "Nghiên cứu, ứng dụng lý thuyết điều khiển thích nghi xây dựng hệ thống lái tự động cho tàu thuỷ", đồ án bước giới thiệu bước phần hình thành lên hệ thống lái tự động dựa mơ hình điều khiển thích nghi gián tiếp:  Mơ hình hố hệ thống động học tàu (Chương 2) Đồ án trình khái qt mơ hình động học phương tiện thuỷ phương trình điều khiển hướng Nomoto bậc bậc  Sử dụng phương pháp đặt điểm cực xây dựng điểu khiển rời rạc: điều khiển PID điều khiển bậc cao (Chương 3)  Áp dụng phương pháp bình phương cực tiều hồi quy (RLS) để nhận dạng thông số mơ hình tham chiếu ARX (Chương 4)  Cuối cùng, để chứng minh tính khả thi phương pháp, đồ án đưa số kết mô với điều khiển PID điều khiển bậc cao hai trường hợp: tàu hoạt động mơi trường khơng có nhiễu mơi trường có nhiễu tác động Trong phạm vi nghiên cứu đồ án thạc sỹ, đồ án dừng lại việc nghiên cứu, ứng dụng mơ hình điều khiển thích nghi gián tiếp xây dựng hệ thống lái tự động cho tàu thuỷ phạm vi điều khiển tuyến tính Nhưng kết nghiên cứu ban đầu đồ án đưa tín hiệu mang tính khả thi cho việc ứng dụng hướng nghiên cứu thực tế Trong tương lai, để hồn thiện hướng nghiên cứu ứng dụng vào điều kiện hoạt động thực tế, vấn đề cần phát triển nghiên cứu:  Mở rộng phạm vi nghiên cứu với mơ hình phi tuyến  Tiến hành nghiên cứu với mơ hình tham chiếu dạng ARMAX 92  Nghiên cứu ứng dụng số phương pháp nhận dạng khác như: Ước lượng giá trị hồi quy (Recursive Maximum Likelihood Estimation), lọc Kalman mở rộng (State Augmented Extended Kalman Filter)  Ứng dụng phương pháp tối ưu để thiểt kế điều khiển  Nghiên cứu đầy đủ ảnh hưởng tác động bên ngồi (sóng bậc sóng bậc 2) lên tham số tàu Ngồi ngày nay, tình hình phát triển nhanh chóng khoa học kỹ thuật, hướng nghiên cứu đồ án phần nghiên cứu để xây dựng hệ điều khiển đa nhiệm vụ cho phương tiện thuỷ Do đó, bên cạnh hồn thiện hướng nghiên cứu có cần nghiên cứu tìm cách kết hợp với hướng nghiên cứu khác định vị động, tránh va chạm, Mặc dù có nhiều cố gắng, khoảng thời gian tương đối hạn chế đồ án thạc sỹ, đồ án tồn nhiều hạn chế thiếu sót Lĩnh vực điều khiển phương tiện thuỷ lĩnh vực rộng đòi hỏi nhiều thời gian nghiên cứu Do đó, khoảng thời gian tới, hy vọng hướng nghiên cứu hoàn thiện 93 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Doãn Phước, 2007, Lý thuyết điều khiển tuyết tính, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà nội [2] Nguyễn Doãn Phước, 2005, Lý thuyết điều khiển nâng cao, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà nội [3] Nguyễn Doãn Phước Phan Xuân Minh, 2001, Nhận dạng hệ thống điều khiển, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà nội [4] Thor I Fossen, 1994, 1994, Guidance and Control fo Ocean Vehicles, John Wiley & Sons, New York, USA [5] Thor I Fossen, 1994, 2002, Marine Control systems: Guidance, Navigation and Control of ships, Rigs and Underwarter Vehicles, John Wiley & Sons, New York, USA [6] P.E Wellstead and M.B Zarrop, 1991, Self-tuning Systems: Control and Signal Processing, John Wiley & Sons, New York, USA ... điều khiển phương tiện biển, đặc biệt tàu ngầm Ngày nay, với phát triển lý thuyết điều khiển tự động, nhiều lý thuyết điều khiển đại đời điều khiển tối ưu tĩnh, điều khiển tối ưu động, điều khiển. .. chỉnh lại tham số điều khiển cho phù hợp XÁC ĐỊNH THAM SỐ CỦA BỘ ĐIỀU KHIỂN Ψd _ ε BỘ ĐIỀU KHIỂN NHẬN DẠNG ĐỐI TƯỢNG δ TÀU Ψ Ψ Hình 1.1 Mơ hình điều khiển ứng dụng lý thuyết điều khiển thích nghi... Đối tượng điều khiển y(t) G Bộ điều khiển Hình 3.2 Mơ hình tổng qt hệ thống điều khiển rời rạc 3.1 TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP ĐẶT ĐIỂM CỰC Tổng quát, đặc tính động học đối tượng điều khiển biểu