Điều khiển tích cực dao động của hệ thống ống dẫn dầu khí trong khai thác dầu biển (tt)

1 MỞ ĐẦU Tính khoa học cấp thiết luận án Dầu mỏ khí nguồn tài ngun vơ q giá Quốc gia, có tầm quan trọng vai trò đặc biệt có ảnh hưởng lớn đến kinh tế, trị quốc gia Do việc khai thác dầu khí biển ngày đẩy mạnh, mỏ dầu lớn gần bờ ngày cạn kiệt Vì vậy, để đảm bảo trữ lượng khai thác việc khoan dò ngày tiến hành vùng biển xa bờ, có độ sâu ngày lớn Trên giới có nơi khai thác dầu khí vùng biển có độ sâu 3000 mét Hệ thống ống dẫn dầu khí từ giếng khoan đáy biển lên dàn tàu khai thác dầu khí mặt biển đóng vai trò quan trọng việc trì liên tục hoạt động khai thác dầu khí Do ống dẫn dầu khí có độ dài lớn (đến vài nghìn mét) đường kính nhỏ (nhỏ 0.25 mét), nên ống dẫn đối tượng chịu rung động lớn tác dụng sóng, gió, dòng chảy biển Nếu rung động ống dẫn dầu lớn, ống bị hư hỏng đứt, nứt vỡ Điều dẫn tới việc khai thác dầu khí bị dừng lại gây tổn thất kinh tế môi trường bị ô nhiễm Vì vậy, việc hạn chế dao động ổn định cho hệ thống ống dẫn dầu để tránh bị phá hỏng việc làm cần thiết Tuy nhiên, việc lắp đặt thiết bị tạo mô men lực điều khiển phần thân ống dẫn đáy biển mặt biển khó khăn khơng kinh tế Việc ổn định dao động cho cấu mảnh có ý nghĩa lớn cơng trình khai thác dầu biển ngồi khơi Các giải pháp để tăng độ tin cậy hiệu hoạt động q trình khoan dò biển, giảm điều kiện bất lợi môi trường biển gây chủ đề nghiên cứu đầy thách thức ngành cơng nghiệp khai thác dầu khí xa bờ Vì vậy, việc nghiên cứu thiết kế hệ thống điều khiển biên lắp đặt tàu khai thác giảm dao động cho ống dẫn dầu cấp thiết Hơn nữa, kết nghiên cứu đề tài đặt tiền đề cho việc xử lý dao động công nghiệp có liên quan đến hệ thống mềm Một số ví dụ tiêu biểu hệ thống kể đến như: hệ thống nâng hạ công nghiệp, chuyển động băng giấy công nghiệp giấy, chuyển động thép cán thép, cấu tay máy mềm Mục tiêu luận án Luận án đặt mục tiêu nghiên cứu sau: - Nghiên cứu động lực học hệ mềm tạo tảng cho việc thiết kế điều khiển dập dao động - Nghiên cứu thiết kế điều khiển có phản hồi nhằm giảm thiểu dao động ứng suất uốn ống dẫn dầu, sử dụng quan sát nhiễu để quan sát trạng thái đánh giá, ước lượng lực tác động lên cấu chấp hành thành phần nhiễu tác động lên hệ thống, nhằm hạn chế việc ống dẫn dầu bị xoắn giảm dao động cho ống dẫn Tránh cho ống dẫn dầu bị biến dạng đảm bảo biến dạng nhỏ Đồng thời đảm bảo góc bề mặt góc đáy sức căng ống dẫn dầu nằm phạm vi an toàn Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Các hệ thống có dạng mảnh đàn hồi - Xây dựng mơ hình tốn học mơ tả chất vật lý hệ thống ống dẫn dầu (dùng công nghiệp khai thác dầu biển) chịu tác động nhiễu môi trường - Thiết kế điều khiển biên để ổn định cho hệ thống ống dẫn biển vị trí cân Đồng thời, trình thiết kế điều khiển biên có xem xét kể đến tác động nhiễu môi trường Kiểm chứng mô để thấy rõ tính hiệu điều khiển biên đề xuất Phương pháp nghiên cứu 4.1 Nghiên cứu lý thuyết - Nghiên cứu lý thuyết điều khiển phi tuyến, động lực học phi hệ thống ống dẫn Chỉ mục tiêu điều khiển tác động xen kênh hệ thống - Phân tích dạng lượng hệ thống ống dẫn dầu phương thức tìm phương trình chuyển động dựa nguyên lý Hamilton mở rộng - Xây dựng mơ hình tốn học: đưa khái niệm động lực học động lực học hệ thống ống dẫn dầu Đưa dạng mô hình, đồng thời đề xuất phương pháp thiết kế điều khiển mơ hệ kín Thực mơ tả tốn học chuyển động ống dẫn dầu tác động nhiễu môi trường 4.2 Phương pháp thiết kế điều khiển Đối với chuyển dịch lớn ống dẫn dầu, điều khiển biên đầu ống dẫn dầu thiết kế để tối thiểu hóa ứng suất uốn (tĩnh) ống đảm bảo hai góc đỉnh đáy, sức căng ống dẫn nằm phạm vi an toàn Các luật điều khiển biên hàm độ dịch chuyển, tốc độ độ lệch phía đầu ống dẫn Các ứng suất uốn tĩnh, góc đỉnh đáy, sức căng ống dẫn mã hóa với trọng số khác hàm mục tiêu Các luật điều khiển biên cho ống dẫn dầu thiết kế nhằm tối thiểu hóa hàm mục tiêu, hàm xem hàm lượng hàm Lyapunov ứng với ống dẫn dầu Hệ trực tiếp trình điều khiển đưa ống dẫn vị trí cân (thẳng đứng) khơng có tác động nhiễu mơi trường lân cận vị trí cân xuất nhiễu 3 4.3 Mô kiểm chứng kết - Kiểm chứng kết nghiên cứu lý thuyết mô phần mềm Matlab Mathematica để hạn chế mơ hình điều khiển có đánh giá ưu điểm điều khiển đề xuất Ý nghĩa lí luận thực tiễn 5.1 Ý nghĩa lí luận - Nâng cao nhận thức động lực học phi tuyến hệ tàu khai thác ống dẫn dầu khơi tác động sóng biển, gió dòng hải lưu mặt thực nghiệm phân tích, tác nhân then chốt cho toán điều khiển hệ ống dẫn dầu - Đề xuất phương án thiết kế điều khiển giảm dao động cho hệ thống ống dẫn dầu Đánh giá chất lượng ổn định hệ kín khả thỏa mãn điều kiện ràng buộc, qua khẳng định tính đắn điều khiển đề xuất - Những vấn đề trình bày luận án kết luận án mở rộng để ứng dụng cho việc điều khiển hệ thống tham số rải tư liệu dùng cho việc thiết kế điều khiển hệ thống tham số rải 5.2 Ý nghĩa thực tiễn - Kiểm soát có hiệu dao động ống dẫn dầu tàu khai thác biện pháp quan trọng mặt kỹ thuật, nâng cao hiệu suất làm việc, giảm thiệt hại kinh tế bảo vệ môi trường từ ô nhiễm ngành công nghiệp khai thác dầu khí đốt xa bờ Hơn nữa, hệ thống cáp ngồi khơi trực tiếp ứng dụng kỹ thuật điều khiển luận án để kiểm sốt q trình đặt cáp hay rải cáp - Nghiên cứu ổn định dao động cho hệ thống ống dẫn dầu vấn đề Việt Nam Kết nghiên cứu sở cho nhiều nghiên cứu tài liệu tham khảo cho sinh viên học viên cao học nghiên cứu sinh quan tâm nghiên cứu ổn định dao động cho hệ thống ống dẫn dầu, hay hệ thống có dạng mảnh đàn hồi - Tạo tiền đề mặt lý thuyết để áp dụng cho việc xử lý dao động công nghiệp Trong công nghiệp, số hệ tham số rải sử dụng trực tiếp hay gián tiếp kết luận án liệt kê sau: i) cánh tay rô-bốt mềm; ii) điều khiển khử rung lắc tải trọng cấu nâng hạ; iii) giảm dao động ngang trục công nghiệp giấy cán thép; iv) xử lý dao động việc chiết rót chất lỏng Bố cục luận án Cấu trúc luận án bao gồm chương với nội dung sau: Chương giới thiệu toán nghiên cứu điều khiển ống dẫn dầu khí khai thác dầu biển yêu cầu tốn Tiếp sau nghiên cứu, đánh giá phương pháp điều khiển đã, vấn đề tồn phương pháp điều khiển Từ đặt vấn đề mà luận án cần tập trung nghiên cứu, giải Trong Chương 2, luận án trình bày chi tiết vấn đề bù chuyển động dọc trục ống dẫn dầu lòng biển, kỹ thuật thiết kế đưa để đạt mục tiêu điều khiển đề đảm bảo khoảng cách đầu ống tới miệng giếng khoan đáy biển giá trị không đổi L (hoặc nằm dải dao động hạn chế cố định cho trước), bất chấp thay đổi lên xuống tàu khai thác thay đổi theo phương dọc trục z , gây sóng hay thủy triều thành phần không xác định Ở Chương tiếp theo, luận án trình bày phương pháp điều khiển bù dao động dọc ngang trục ống dẫn dầu biển, tức dao động theo hai trục x , z phương ngang dọc trục, mà nguyên nhân gây dao động sóng biển theo chiều ngang, dòng chảy lòng đại dương tất nhiên chúng khó xác định tường minh Ngồi ra, luận án có phần mở đầu phần kết luận định hướng nghiên cứu CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ BÀI TOÁN ĐIỀU KHIỂN ỐNG DẪN DẦU BIỂN Trong lĩnh vực khai thác dầu khí, hệ thống ống dẫn dầu biển đóng vai trò quan trọng việc thăm dò khai thác dầu mỏ, khí ga vận chuyển sản phẩm dầu mỏ lên tàu khai thác dầu biển Vì vậy, việc hạn chế dao động ổn định cho hệ thống ống dẫn dầu biển để tránh bị phá hỏng việc làm đầy thách thức cần thiết Hình 1.1: Mơ hình hệ thống ống dẫn tàu khai thác dầu biển Một ví dụ cấu trúc ống dẫn dầu tàu khai thác mô tả Hình 1.1 Trong đó, động lực học ống dẫn thể hệ phân tán chuyển động mơ tả hệ phương trình vi phân đạo hàm riêng 1.1 Các hệ thống khai thác dầu khí ngồi đại dương 1.1.1 Phân loại hệ thống ống dẫn dầu khí 1.1.2 Hệ thống neo giữ tàu khai thác biển 1.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng tới làm việc hệ thống ống dẫn dầu khí 1.1.4 Cơ cấu dẫn động hệ thống ống dẫn dầu 1.2 Bài toán điều khiển ống dẫn dầu 1.2.1 Các giả thiết đơn giản hóa Để phục vụ cho việc thiết kế điều khiển, luận án đưa giả thiết sau: Ống dẫn dầu mơ hình hóa dạng dầm, dạng ống, hay đường kính so với chiều dài ống nhỏ ta xét ống dẫn dầu có kết cấu dạng Bỏ qua biến dạng xoắn ống dẫn dầu Điều có nghĩa vật liệu làm đường ống dẫn dầu có độ cứng vững đủ khả chịu lực để trì ứng xuất xác định ống dẫn, không làm biến dạng kết cấu đường ống dẫn dầu Các ống dẫn dầu cứng cục bộ, nghĩa mặt cắt ngang không bị biến dạng bỏ qua hiệu ứng Poisson Vật liệu chế tạo ống dẫn dầu đồng nhất, liên tục, đẳng hướng đàn hồi tuyến tính Bỏ qua mô-men xoắn mô-men phân tán, gây nhiễu mơi trường Khớp nối hình cầu lắp đặt hai đầu ống dẫn dầu 1.2.2 Các điều kiện biên ống dẫn dầu Tại đáy biển, ống dẫn khoan ống dẫn sản phẩm gắn với phận bít an tồn (Blowout Preventer – BOP) thông qua phận đặc biệt gọi khớp áp lực Do đó, đầu phía ống dẫn dầu khơng có dịch chuyển, tùy thuộc vào thiết bị ghép nối đầu ống dẫn dầu miệng giếng khoan, góc lệch phía khác khơng Tại đầu phía trên, ống dẫn dầu kéo căng lực tạo phao nối cố định lên tàu khai thác dầu biển khớp nối cầu khớp trượt (để bù dịch chuyển tương đối tàu ống dẫn dầu) Ngoài ra, hệ thống định vị động trang bị cho tàu có khả ổn định trì vị trí khơng đổi cho tàu khai thác biển Do vậy, ta bỏ qua chuyển động gây tàu khai thác 1.3 Các phương pháp điều khiển biên ống dẫn dầu 1.3.1 Các phương pháp điều khiển kinh điển 1.3.2 Các phương pháp điều khiển đại 1.3.2.1 Phương pháp điều khiển theo mơ hình 1.3.2.2 Phương pháp điều khiển biên 1.3.3 Các nghiên cứu khoa học lĩnh vực phục vụ khai thác dầu khí Việt Nam 1.4 Bài tốn nghiên cứu điều khiển ống dẫn dầu khí luận án Luận án đặt vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu phương pháp điều khiển biên từ ứng dụng phù hợp để thiết kế điều khiển cho ống dẫn dầu, là: - Nghiên cứu động lực học hệ mềm (có kết cấu dạng mảnh), tạo sở cho việc mơ hình hóa, đưa mơ hình tốn học ống dẫn dầu phục vụ cho mục đích thiết kế điều khiển - Cần phải có quan sát trạng thái phù hợp để ước lượng nhiễu loạn gây cho hệ thống cách đầy đủ, xác - Nghiên cứu phương pháp Lyapunov trực tiếp, phương pháp chiếu (backstepping) nhằm mục đích thiết kế điều khiển phản hồi trạng thái sở kết hợp điều khiển phản hồi trạng thái quan sát nhiễu (được nhúng cách thích hợp trình thiết kế điều khiển) - Kiểm tra khả ước lượng nhiễu điều khiển thiết kế loại nhiễu ngoại sinh - Đánh giá chất lượng ổn định hệ kín (dùng lý thuyết Lyapunov) hệ không chịu nhiễu, chịu nhiễu bị chặn - Kiểm chứng, đánh giá chất lượng điều khiển thông qua mô 1.5 Kết luận chương Trong Chương này, tác giả nghiên cứu cách có hệ thống tổng quan phương pháp điều khiển cho hệ thống có tham số phân tán, bao gồm phương pháp điều khiển theo mơ hình phương pháp điều khiển biên, dùng cho hệ có kết cấu dạng mảnh (mềm) đàn hồi, sử dụng để thiết kế điều khiển cho ống dẫn dầu biển; đặc điểm yêu cầu điều khiển ổn định dao động cho ống dẫn dầu Chỉ vấn đề cấp thiết mà luận án phải giải quyết, xác định rõ mục tiêu cần đạt định hướng cần nghiên cứu 7 CHƯƠNG ĐIỀU KHIỂN BÙ CHUYỂN ĐỘNG DỌC TRỤC CỦA ỐNG DẪN DẦU TRONG LÒNG BIỂN 2.1 Các phương pháp điều khiển có 2.1.1 Bù thụ động 2.1.2 Bù chủ động 2.1.2.1 Nguyên lý chung 2.1.2.2 Một số phương pháp điều khiển sử dụng 2.2 Đề xuất hai phương pháp điều khiển bù chủ động Để đạt mục tiêu điều khiển đặt ra, luận án đề xuất 02 phương án để điều khiển bù dao động dọc trục z cho ống dẫn dầu, cụ thể: - Thiết kế điều khiển phi tuyến Lyapunov-Backstepping cho hệ thống AHC có xét đến động lực học cấu chấp hành Sử dụng kết hợp quan sát nhiễu để đánh giá lực tác động lên cấu chấp hành tốc độ chuyển động dọc trục tàu khai thác - Thiết kế điều khiển tối ưu có khả kháng thành phần nhiễu sai lệch mơ hình theo ngun lý bù thích nghi [2] 2.2.1 Chuẩn hóa mơ hình nhiệm vụ điều khiển Cấu trúc mơ hình đối tượng điều khiển biểu diễn hệ quy chiếu theo ba phương x , y ngang trục z dọc trục Hình 2.6 z  u1 x1 nhỏ Với x H , z (t ) L độ dịch chuyển cán xi-lanh (pít-tơng) hệ thủy lực, khoảng dịch chuyển dọc trục tàu khai thác chiều dài ống dẫn dầu xác định trình hiệu chỉnh lắp đặt hệ thống ống dẫn dầu Hệ thống bù chuyển động dọc trục thường chỉnh định cho vị trí nhấp nhơ tàu khai thác khơng sức căng ống dẫn dầu vị trí mong muốn, có nghĩa số L tồn xác định thiết kế điều khiển Ở ta không xem xét đến chế độ dao động ống dẫn dầu giả thiết z (t ) D (t, x H , z, xH , z) (1.1) đạo hàm chúng bị chặn thiết kế điều khiển Để đơn giản toán điều khiển, ta giả sử chuẩn hóa mơ hình hệ thống van thủy lực pít-tơng cấu chấp hành có dạng qn tính bậc Khi đó, mơ hình tốn học biểu diễn cho động lực học hệ thống bù chuyển động dọc trục ống dẫn dầu sau chuẩn hóa là: (2.3) uz = Mx + Dx + Bx + D M khối lượng cấu chấp hành, D B hệ số liên quan đến vị trí vận tốc cấu chấp hành Viết lại toàn hệ thống động lực học bù chuyển động dọc trục phục vụ cho mục đích thiết kế điều khiển cho (2.3) dạng phương trình trạng thái, ta có: ìïx = x ïï D B 1 í ïïx2 = - x - x - D + uz M M M M ïỵ ì ïx = x hay ïí 1 x = u1 - g(x 1, x ) - D1 ï ï ỵ (2.4) (2.5) với x = x H = x x = xH = x1 , như: u1 = (2.6) Mô hình trạng thái (2.5) mơ hình bất định D1 không xác định 2.2.2 Đề xuất thứ nhất: Bộ điều khiển backstepping giả định rõ Để xây dựng điều khiển cho hệ (2.5), ta áp dụng phương pháp Backstepping thích nghi [1, 29] Ta đặt: x y Hình 2.6: Hệ quy chiếu lực tác dụng lên ống dẫn dầu theo phương dọc trục Để điều chỉnh khoảng cách từ đầu ống dẫn dầu xuống tới đáy biển số L đặt trước để ống dẫn dầu đạt độ căng yêu cầu bất chấp thay đổi độ cao z (t ) ta cần phải giữ cho: x H (t ) + z (t ) - L 1 D B u , g(x 1, x ) = - x - x D1 = - D M z M M M (2.2) ì ï x = x + z (t ) - L ï íx 1e = x1 - a ï ï ỵ 2e với a biến điều khiển ảo x (2.7) Đạo hàm hai vế phương trình thứ (2.7) ta được: x1e = x1 + z(t ) (2.8) 10 Tiếp theo ta lại đặt: x 10 x 10 denta1 w 4.5 (2.9) z(t ) = w Lúc phương trình (2.8) viết lại sau: x1e = x 2e + a + w 3.5 2.5 (2.10) -0.5 1.5 -1 kết hợp thêm với phương trình thứ hai (2.7) như: 0.5 (2.11) ta thu hệ truyền ngược bất định cần phải điều khiển ổn định sau: x2e = x2 - a = u1 - g(x 1, x ) - D1 - a ìïïx = x + a + w íx1e = u2e - g(x , x ) - D - a ïïỵ 2e 1 0.5 -1.5 Thoi gian (s) 10 Hình 2.7: Tốc độ chuyển động lên xuống tàu khai thác w 0 Thoi gian (s) 10 Hình 2.8: Tín hiệu nhiễu D (2.12) Nói hệ truyền ngược (2.12) bất định có hai thành phần D1, w không xác định mà sau ta xem chúng nhiễu tác động vào hệ thống 2.2.2.1 Thiết kế điều khiển phản hồi trạng thái Với giả thiết có D1, w từ phương trình thứ (2.12) ta thiết kế biến điều khiển ảo a sau: (2.13) a = -K 1x 1e - w với K số dương Thay phương trình (2.13) vào (2.12) ta có hệ vòng kín sau: (2.14) x1e = -K 1x 1e + x 2e Mục đích ta bước điều chỉnh x 2e lân cận nhỏ gốc tọa độ cách xét phương trình thứ hệ phương trình (2.12), ta được: x2e = u1 - g(x 1, x ) - D1 - a ¶a = u1 - g (x 1, x ) - D1 (-K1x 1e + x 2e ) - ¶¶wa w ¶x 1e (2.15) ¶a ¶a -K 1x 1e + x 2e ) + w - K 2x 2e ( ¶x 1e ¶w (2.16) * Kết mô phỏng: kết mô cho Hình 2.7, Hình 2.8 Hình 2.9, giả thiết dạng biến thiên chuyển động lên xuống ngẫu nhiên z tàu khai thác tín hiệu nhiễu D1 phụ thuộc vào lượng dịch chuyển x là: z1 = é ỉ ứ é sin(it ) + cos(it )ù D = å5 ê1000 sin(it ) + 1000 sin(x )sin ỗỗit ữữỳ ỳ 1 ỷ i =1 i =1 ỗố ữứữỳ ỷ å Kết mơ Hình 2.9 cho thấy tổng khoảng cách (2.2) trì quanh điểm Điều hoàn toàn xác định trước thông tin biến trạng thái nhiễu hệ tuyến tính (2.4) cung cấp cách đầy đủ 2.2.2.2 Xây dựng quan sát nhiễu Từ phương trình thứ (2.12) ta thiết kế biến điều khiển ảo a ước lượng wˆ w sau, sử dụng [15] ta có: ìïa = -K x - wˆ ïï 1e íwˆ = x1 + K 2x 1e ïï  ïïỵx1 = -K x1 - K (x 2e + a + K 2x 1e ) với K K số dương Sau số biến đổi, ta có: (2.23) (2.24) Thay giá trị phương trình (2.25) vào (2.27), ta có hệ vòng kín sau: w e = w + K 2wˆ - K 2w = -K 2we + w Từ phương trình (2.15), ta chọn hàm điều khiển u1 sau: u1 = g (x 1, x ) + D1 + Hình 2.9: Khoảng cách trì x + z (t ) - L (2.22) x1e = -K 1x 1e + x 2e + we , w e = -K 2we + w , Ta xét giá trị sai lệch x 2e : we = w - wˆ x 2e = x - a Đạo hàm hai vế phương trình (2.27) ta có: (2.26) (2.27) 11 12 ¶a ¶a -K 1x 1e + x 2e + we ) + x1 ( ¶x 1e ¶x1 Từ phương trình (2.28), ta rút hàm điều khiển u1 sau: x2e = u1 + g (x 1,x ) + D + ˆu1 = -x 1e - K 3x 2e - g(x 1, x ) - D ¶a ¶a -K 1x 1e + x 2e ) - x1 ( ¶x 1e ¶x1 (2.28) (2.29) ˆ , theo [15] ta có: với ước lượng nhiễu D ì ˆ = x +K x ï D ï 2e (2.30) íx = K2 x +4 K ég(x , x ) + u + K x ù ïï 2e ëê 2e ûú ỵ Khi tìm biến điều khiển u1 ta thay lại kết phương trình (2.29) 2.2.3 Đề xuất thứ hai: Bộ điều khiển tối ưu thích nghi Do hệ thống tồn thành phần bất định D1 nên xuất phát từ tính chất tuyến tính mơ hình (2.5) có tham số cho (2.6), viết lại: x = Ax + b (u1 - D1 ) ổ ỗố- B M vi: A = ççç ỉ0ư ỉx ư÷ ÷, b = çç ữữữ, x = ỗỗx ữữ ỗố1ứữ - D M ữữứ ốỗ ữứ ảa w ảx 1e e  =D  -D  - x - K x ˆ = D D e 2e Thay x2 từ (2.30) x2e (2.31) vào (2.32), ta có:  =D  + K ¶a1 w - K D D e e 4 ¶x 1e e (2.32) (2.33) 2.2.2.3 Bộ điều khiển backstepping giả định rõ Với tín hiệu điều khiển u1 tìm phương trình (2.29) quan ˆ , wˆ , ta đưa hệ thống AHC ổn định theo sát (2.23), (2.30) cho tín hiệu D tiêu chuẩn Lyapunov [1, 29] Lúc này, ta có sơ đồ cấu trúc hệ điều khiển bù chuyển động dọc trục cho hệ thống ống dẫn dầu mơ tả Hình 2.10 u1 x 1e , x 2e ˆ , wˆ, a D z u1 v x D1 (2.31) sai lệch thành phần nhiễu (lực tác dụng lên xi-lanh từ ống dẫn dầu) ˆ biểu diễn dạng: De = D - D (2.46) đặc điểm bất định tác động nhiễu D1 nằm tín hiệu ˆ , ta điều khiển bù thích đầu vào Do vậy, ước lượng D1 D nghi thông qua tín hiệu điều khiển đầu vào u1 Hình 2.11 vào phương trình (2.28) thu được: x2e = -x 1e - K 3x 2e + De + (2.45) Hình 2.11: Nguyên lý bù thích nghi tín hiệu đầu vào 2.2.3.1 Bộ điều khiển tối ưu tiền định Ta đặt: v = u1 - D1 (2.47) Trên thực tế D1 lực nhiễu tác động nên đo được, để chứng minh hiệu khâu quan sát nhiễu ta giả sử D1 đo Khi đó, hệ (2.45) trở thành tiền định: (2.48) x = Ax + b ⋅ v nhiệm vụ điều khiển đặt phải thiết kế điều khiển làm cho biến điều khiển: x (t ) + z (t ) - L (2.49) đủ nhỏ Để phù hợp với mục đích điều khiển trên, luận án chọn hướng xác định điều khiển tối ưu tương ứng với hàm mục tiêu: 1¥é 2 (2.50) ò q (x + z - L) + q (x + z) + rv ùú dt  û ëê 1 cho tốn điều khiển nêu trên, q1 , q r số dương tùy J = chọn Tiếp theo, ta sử dụng ký hiệu: x 1e , x 2e Hình 2.10: Sơ đồ cấu trúc điều khiển bù chuyển động dọc trục cho hệ thống ống dẫn dầu 2.2.2.4 Tính ổn định hệ kín 2.2.2.5 Xác định tham số điều khiển để hệ thỏa mãn thêm điều kiện ràng buộc ỉL - z ư÷ ỉq ữ Q = ỗỗ 01 q ữữữ, R = r , z = ỗỗ ỗố -z ữứữ 2ứ ốỗ (2.51) hàm mục tiêu (2.50) trở thành dạng tắc tốn tối ưu tồn phương với khoảng thời gian xảy trình tối ưu vơ hạn, theo [2] ta có: T 1¥é ù T (2.52) ò ê(x - z ) Q (x - z ) + v Rv ú dt  20ë û z (t ) vector hàm biết, z (t ) đo L số cho trước Do vậy, hai ma trận Q, R (2.52) đối xứng xác định dương J = tham số tùy chọn 13 14 Do đó, theo [2] nghiệm dễ dàng xác định sau: p(t ) = e -AT t t ( p0 - ò e ) -AT (t -t ) (2.56) Qw d t với p = p(0) giá trị đầu biến đồng trạng thái Vì tốn tối ưu xét có điểm đầu x (0) xác định, nên p giá trị tùy chọn Cuối cùng, từ điều kiện cần phương pháp biến phân (variation technique) ta có tín hiệu điều khiển tối ưu v theo [2] sau: 0= p T ¶H T T = rv - p b  v = p b = b p = ¶v r r r x u1 (2.57) Lúc này, hai phương trình (2.54), (2.57) kết hợp thêm với vector trạng thái  x2 ˆ w Q p p T b r z w G s   z v 1 p0 L z p0 bT 2.2.3.3 Hệ thống điều khiển tối ưu thích nghi Tồn hệ thống điều khiển phản hồi trạng thái đề xuất với cấu trúc bù thích nghi cho Hình 2., có điều khiển gồm khối điều khiển thích nghi tiền định cho Hình khối ước lượng nhiễu cho Hình 2.13 ghép chung lại với Hình 2.1 mơ tả Hình 2.12 x x2 Hình 2.13: Sơ đồ khối khâu ước lượng nhiễu x lấy từ đối tượng điều khiển (2.45) tạo thành điều khiển tối ưu L z  z    z  G s  p p Q u1 T v b r x ˆ AT  x2 T G s  x2 bT A Hình 2.1: Hệ thống điều khiển tối ưu thích nghi Hình 2.12: Sơ đồ khối điều khiển tối ưu 2.2.3.2 Xây dựng khâu ước lượng thích nghi thành phần nhiễu Giả thiết tất biến trạng thái x đối tượng điều khiển (2.45) đo Khi từ mơ hình (2.45) hệ ta có: (2.58) x2 = - B M x - D M x + u1 - D1 T suy D1 = u1 - B M x - D M x - x2 = u1 - x2 - a x (2.59) a = (B M , D M ) (2.60) T Như vấn đề lại việc ước lượng nhiễu D1 xác định x2 từ biến trạng thái x nằm vector trạng thái đo giá trị đạo hàm T x = (x , x ) Do khâu vi phân không nhân nên để thực thi phép tính đạo hàm, ta đưa x qua khâu vi phân-quán tính bậc (hệ nhân quả): G (s ) = s + Ts (2.61) x 10 w w mu x 10 denta1 denta1 mu có số thời gian quán tính T > nhỏ tùy ý Ký hiệu giá trị đạo hàm x2 bị  trễ khoảng thời gian T x2 cơng thức xác định nhiễu (2.62) chuyển đổi tương ứng thành: ˆ = u - x - aT x D 1 2.2.3.4 Tính ổn định hệ kín 2.2.3.5 Khả thỏa mãn thêm điều kiện ràng buộc 2.2.4 Đánh giá chất lượng hai điều khiển đề xuất thông qua mô 2.2.4.1 So sánh đánh giá chất lượng ước lượng thích nghi thành phần nhiễu hai điều khiển Các kết mơ hình: Hình 2.16, Hình 2.17 Hình 2.18 Trong thực tế có thông tin độ dịch chuyển z cung cấp đầy đủ Phương pháp điều khiển chiếu nói khả dụng đo lường quan sát đầy đủ vận tốc dịch chuyển w nhiễu D Kết quan sát nhiễu cho thấy giá trị quan sát bám tốt giá trị thật Tuy nhiên, giá trị quan sát bám đuổi giá trị thực, điều dẫn đến sai số quan sát lớn tốc độ biến thiên giá trị thực lớn -1 -1 -2 (2.62) -2 -3 Thoi gian (s) 10 Hình 2.16: Giá trị thực w giá trị ước lượng wˆ (sử dụng quan sát) -3 Thoi gian (s) 10 Hình 2.17: Giá trị thực D giá trị ước ˆ (sử dụng quan sát) lượng D 15 16 Đối với trường hợp sử dụng phương pháp tối ưu thích nghi, khả bám đại lượng thích nghi xấu, song chất lượng điều khiển bám lại tốt Nó cho thấy cấu ước lượng thích nghi nhiễu khơng thay cho khâu nhận dạng nhiễu, lại thành phần trạng thái điều khiển tối ưu, giúp cho điều khiển tối ưu điều khiển bám giá trị đặt trước điều kiện có nhiễu tác động x 10 denta1 mu denta1 Nhiệm vụ điều khiển chương giữ cho dao động dọc ngang trục đỉnh ống dẫn dầu nằm khoảng cho phép mà khơng làm ứng suất tác động lên đường ống phía biển vượt giá trị cho phép, ống không bị xoắn rung động ống giảm Ký hiệu vector u(z, t ), £ z £ L không gian hai chiều x , z với hai phần tử tương ứng là: ỉu x (z, t )ư÷ ữ (3.1) u(z, t ) = ỗỗ z ỗốu (z, t )÷÷ø Khi u(L, t ) dao động bề mặt đại dương đỉnh đường ống, điểm đường ống miệng giếng khai thác dầu ln có u(0, t ) = , vị -1 -2 -3 -4 -5 CHƯƠNG ĐIỀU KHIỂN BÙ CHUYỂN ĐỘNG HAI CHIỀU DỌC VÀ NGANG TRỤC CỦA ỐNG DẪN DẦU TRONG LÒNG BIỂN Thoi gian (s) 10 ˆ Hình 2.18: Giá trị thực D giá trị ước lượng D (khi sử dụng điều khiển tối ưu thích nghi) 2.2.4.2 So sánh đánh giá chất lượng điều khiển bám có ràng buộc hai điều khiển Qua hai kịch mô Hình 2.19 Hình 2.20 cho thấy phương pháp tối ưu thích nghi cho khả trì khoảng cách x + z (t ) - L quanh điểm tốt so với phương pháp chiếu kết hợp quan sát Hình 2.19: Khoảng cách (2.2) sử dụng phương pháp điều khiển chiếu Hình 2.20: Khoảng cách (2.2) sử dụng phương pháp tối ưu thích nghi 2.3 Kết luận Vấn đề bù chuyển động dọc trục ống dẫn dầu lòng biển giải Chương Các phương án điều khiển điều khiển chiếu (backstepping) kết hợp quan sát điều khiển tối ưu thích nghi phân tích triển khai cho hệ thống nêu Việc kiểm tra, khảo sát tiến hành để khẳng định tính ổn định hệ kín Hiệu phương án kiểm chứng đánh giá thông qua mô trí miệng giếng cố định Sau có u(z, t ) đỉnh đường ống khơng gian hai chiều với z = L, hai phần tử tương ứng là: ỉu(t )ư÷ ỉu x (L, t )ửữ ỗỗ ữ ỗỗ z ữ = u(L, t ) ỗốw(t )ữữứ ỗốu (L, t )ứữữ (3.2) nhiệm vụ điều khiển đặt phải hiệu chỉnh hai giá trị đầu vào u(t ), w(t ) cho với nó, ta có tồn vector hàm u(z, t ) mô tả uốn cong đường ống dẫn dầu dải £ z £ L , không vượt độ dao động tới hạn cho phép đường ống 3.1 Mơ hình mơ tả dạng uốn cong đường ống dẫn dầu Mơ hình tốn mô tả ứng xuất tạo nên uốn cong đường ống dẫn dầu có dạng u(z, t ), £ z £ L Nguyên nhân uốn cong lực dòng chảy lòng đại dương tác động lên đường ống Cơ sở việc mơ hình hóa ngun lý Hamilton mở rộng 3.1.1 Nguyên lý Hamilton mở rộng 3.1.2 Phương trình mơ tả độ cong đường ống dẫn dầu lòng đại dương tác động ngoại lực 3.1.2.1 Mơ hình hóa độ cong đường ống dẫn dầu theo chiều Từ nguyên lý Hamilton cho công thức (3.7), ta có phương trình chuyển động hệ thống: x (z, t ) + P0uzzx (z, t ) + -m 0uttx (z, t ) - EIuzzzz £ z £ L và: 3EA x uz (z, t )) uzzx (z, t ) + f x = ( (3.17) 17 18 EA x uz (L, t )) + ( + D (t, utx (L, t )) + Dutx (L, t ) + Bu x (L, t ) = u(t ) x (L, t ) + P0uzx (L, t ) + Muttx (L, t ) - EIuzzz uzzx (0, t ) = uzzx (L, t ) = u x (0, t ) = u (t ) (3.18) (3.19) u x (L, t ) u x (z , t ) Hình 3.3: Ý nghĩa hai phương trình (3.18), (3.17) việc thiết kế điều khiển 3.1.2.1 Mơ hình hóa độ cong đường ống dẫn dầu theo hai chiều khơng gian Nhiệm vụ mơ hình hóa độ cong đường ống u(z, t ), £ z £ L theo hai chiều x , z không gian minh họa Hình 2.4 Một cách hồn tồn tượng tự trên, ta có: ìï ïï-m u x - EIu x + P u x + 3EA (u x ) u x + EAu z u x u + EAu z u x + f x = zzzz z zz zz z z z zz zz (3.28) í tt ïï -m 0uttz - EAuzzz + EAuzx uzzx + f z = ïỵ với £ z £ L , f x , f y cho cơng thức (3.26) và: ì ï EA x x ï uz (L, t )) + EAuzz (L, t )uzx (L, t ) = u(t ) (L, t ) + P0uzx (L, t ) + -EIuzzz ( ï ï (3.29) í EA x ï z ï EAu L t u L t w t ( , ) ( , ) + = ( ) () z ï z ï ỵ (3.30) uzzx (L, t ) = uzzz (L, t ) = uzzx (0, t ) = uzzz (0, t ) = u x (0, t ) = u z (0, t ) = u (t ) w (t ) u (L, t ) u (z , t ) Hình 3.5: Ý nghĩa hai phương trình (3.29), (3.28) việc thiết kế điều khiển 3.2 Thiết kế điều khiển 3.2.1 Bộ điều khiển theo phương ngang Việc thiết kế điều khiển theo phương ngang để tạo tín hiệu điều khiển u(t ) cho đối tượng Hình 3.4, mơ tả phương trình (3.17), (3.18), sở phản hồi thành phần “trạng thái” gồm u x (L, t ) đạo hàm utx (L, t ), uzx (L, t ), uztx (L, t ) nó, nhằm: - Ổn định hóa dao động ngang ống dẫn dầu xung quanh vị trí cân thẳng đứng - Nếu lực nhiễu phân tán ( f x bỏ qua tất nhiễu ngoại sinh) đạo hàm bị chặn dao động ống dẫn dầu dần vị trí đủ nhỏ, xung quanh vị trí cân thẳng đứng Tức tất thành phần: L u x (z, t ) , ò (u (z, t )) dz, ò (u (z, t )) dz L x z x t L ò (u x zz (z, t )) dz (3.32) hội tụ dạng hàm mũ số dương nhỏ với £ z £ L t ³ t0 > - Nếu lực nhiễu phân tán ngồi khơng ( f x = ) nhiễu khơng đổi tất thành phần ràng buộc (3.32) toán hội tụ dạng hàm mũ với £ z £ L 3.2.1.1 Thiết kế điều khiển Xét ứng hàm Lyapunov: V = m0 L ò (u ) dz + x t P0 L ò EI ò (u ) dz + ò (u ) dz (u ) dz + EA x z L x L z Mỉ gL x ut (L, t )÷÷÷ + g ũ ut uz dz + ỗỗỗutx (L, t ) + ữứ m0 ỗố L x x x zz (3.33) Áp dụng tiếp công thức tích phân phần cho biểu thức với (3.18), áp dụng điều kiện biên qua số biến đổi ta thu được: gP gEAL x gL x (3.40) V = - (uzx (L, t )) uz (L, t )) + ut (L, t )) ( ( 8m m0 æ x ửộ 3gEI L x gL x gLM x ỗ uz (L, t )÷÷÷ êêu + u (L, t ) ũ (uzz ) dz + ỗỗut (L, t ) + çè 2m 0 m0 m zt ø÷ ë ù gP L - (D - Dutx (L, t ) - Bu x (L, t ))ú - ò (uzx ) dz ú 2m M û ö Læ gL x g 3gEA L x x ỗ zuzx ữữữ f xdz ũ (uz ) dz - ũ (ut ) dz + ũ ỗỗut + ữứ ố ỗ m0 8m 0 20 Suy ra, số hàm u(t ) “lý tưởng” để đạo hàm V công thức trở thành xác định âm là: LM x uzt (L, t ) (Dutx (L, t ) + Bu x (L, t ) + D) - gm M (3.41) é ù gL x - K êêutx (L, t ) + uz (L, t )úú m0 ë û K số dương chọn đủ lớn cho có bất đẳng thức: u= ỉ gL x gL x ut (L, t )) - K ỗỗỗutx (L, t ) + uz (L, t )ữữữ < ( ỗố m0 ứữ theo ti liệu [13, 14] sau: 1) Ước lượng nhiễu D (3.42) 19 x ìïD ˆ ïï = -x - K 2ut (L, t ) ïí é ù K K x ïïx = - x - K êêF + ut (L, t )úú M M ïïỵ ë û K số dương tùy chọn, như: 20 (3.43) P D x B EI x EA x F= ut (L, t ) - u x (L, t ) + u + uzzz (L, t ) - uz (L, t ) uz (L, t )) ( M M M M M 2M (3.44) ˆ trực tiếp từ mơ hình (3.18) đối tượng: 2) Ước lượng D Từ mơ hình đối tượng thời điểm t tại, có tín hiệu điều x khiển u(t ) trạng thái: utx (L, t ), uzx (L, t ), uzzz (L, t ) hệ đo được, ta có: ˆ = u - Muˆx + EIu x (L, t ) - P u x (L, t ) - EA (u x (L, t ))3 D z tt zzz z (3.45) - Bu x (L, t ) - Dutx (L, t ) x x uˆtt ước lượng đạo hàm biến trạng thái ut (L, t ) sau qua khâu vi phân-quán tính bậc nhất: G (s ) = s + Ts (3.46) có số thời gian qn tính T nhỏ tùy chọn (càng nhỏ tốt) u= é ù ˆ ) - gLM u x (L, t ) - K x (L, t ) + gL u x (L, t )ú Dutx (L, t ) + Bu x (L, t ) + D ( ê t zt z ú M m0 m0 ë û (3.47) 3.2.1.2 Đánh giá chất lượng ổn định hệ kín 3.2.1.3 Chứng minh tồn nghiệm hệ thống vòng kín Mục đích điều khiển cần thiết kế dựa vào hệ phương trình (3.29) để xác định hai tín hiệu điều khiển đầu vào u(t ), w(t ) nhằm hiệu chỉnh hai giá trị biên: u(L, t ) = (u (L, t ) , u (L, t )) z T ù 2ù m0 L é x P0 L x EA L éê x z uz ) + uzz ú dz + ò ê(ut ) + (ut ) ú dz + ò (uz ) dz + ò ( ê ú 0ë 2 ë2 û û L L EI L x x x z z + ò (uzz ) dz + r1 ò u ut dz + r2 ò u ut dz + 0 æ ổ 2 Krử Kr + ỗỗỗK + ữữữ(u x (L, t )) + ỗỗỗK + ữữữ(u z (L, t )) ỗố ỗố m ÷ø m ø÷ (3.68) cho nghiệm u(z, t ) hệ phương trình vi phân đạo hàm riêng (3.28) nằm dải dao động cho phép với mục tiêu cụ thể tương tự phần 3.2.1 3.2.2.1 Thiết kế điều khiển Xét ứng hàm Lyapunov: (3.71) Tính tích phân phần cho biểu thức với (3.29) mơ hình đối tượng với £ z £ L , với hàm u (t ), w (t ) cho (3.29), ta có: ỉ ỉ r r V = ỗỗỗutx (L, t ) + u x (L, t )ữữữ u (t ) + ỗỗỗutz (L, t ) + u z (L, t )÷÷÷ w (t ) ữứ m0 m0 ốỗ ứữ ốỗ 2 r1EI L x L L x z - (W1D - r1 ) ò0 (ut ) dz - (W2D - r2 ) ò0 (ut ) dz ò0 (uzz ) dz m0 2 rP r EA L x r EA ổỗ - ũ0L (uzx ) dz - ỗỗr1 + ữữữ ũ0L (uzx ) uzzdz ũ0 (uz ) dz m0 m ỗố 2m ÷ø (3.82) r1W1D L x x r1 L x x r2EA L z ò0 u ut dz + ò0 u f dz ò0 (uz ) dz m0 m0 m0 rW r - 2D ò0L u z utzdz + ò0L utx f xLdz + ò0L utz f zLdz + ò0L u z f zLdz + m m0 ỉ ỉ k2 r1 ÷ư x K r2 ữử z x z ỗ ỗ + ỗỗK + K ÷÷ u (L, t ) ut (L, t ) + ỗỗỗK + ữữ u (L, t ) ut (L, t ) m ứữ m ứữ ốỗ è Suy ra, ta chọn hàm u(t ), w(t ) để đạo hàm (3.82) xác định âm là: u = -K 1u x (L, t ) - K 2utx (L, t ), (3.83) w = -K 3u (L, t ) - K 3ut (L, t ) (3.84) z 3.2.2 Bộ điều khiển theo hai phương ngang dọc trục không gian x V = z K i với i = 1, số dương u (t ) w (t ) u (z, t ) u (L, t ) ut (L, t ) , uz (L, t ) Hình 3.7: Cấu trúc hệ điều khiển vòng kín theo hai phương dọc ngang trục 3.2.2.2 Đánh giá chất lượng ổn định hệ kín 3.2.2.3 Chứng minh tồn nghiệm hệ thống vòng kín 3.3 Kiểm chứng chất lượng điều khiển thông qua mô 3.3.1 Kiểm chứng chất lượng điều khiển theo phương ngang 21 22 * Kết mô phỏng: kết mô thực để đánh giá chất lượng điều khiển (3.47) thể Hình 3.8 đến Hình 3.12, hệ chịu tác động nhiễu giả định có dạng: 3.3.2 Kiểm chứng chất lượng điều khiển theo hai phương dọc ngang trục không gian * Kết mô phỏng: kết mô thực để đánh giá chất lượng điều khiển (3.83) (3.84) Hình 3.13 đến Hình 3.20, hệ chịu tác động nhiễu giả định (3.135) (3.136): fx = Cosh (1.5z ) Sin (0.01t + 1) + 2.5 Sinh (1.5z ) Cosh (0.5z ) + Sin (0.03t ) Sinh (0.5) Cosh (z ) Sinh (1) Sin (0.02t + 0.5) + (3.1) Sự ổn định ống dẫn dầu trường hợp khơng có điều khiển có điều khiển thể thông qua kết mô bao gồm: biên độ dịch chuyển ống dẫn dầu, vận tốc dịch chuyển góc lệch đầu phía đáy biển ống dẫn dầu, lực điều khiển tác động lên đầu ống dẫn dầu K = 500 K = 1000 Hình 3.17: Vận tốc dịch chuyển theo phương dọc ngang trục x , z ống dẫn dầu K = 1000 Hình 3.18: Góc lệch phía ống dẫn dầu theo hai phương dọc ngang trục K = 500 K = 500 K = 1000 x K = 500 K = 1000 x Hình 3.2: Kết mơ lực điều khiển theo phương ngang trục x với K1=K2=K2=K4=1000 Hình 3.2: Kết mô lực điều khiển theo phương ngang trục z với K1=K2=K2=K4=1000 23 24 Các kịch mô tiến hành để minh họa cho hiệu điều khiển phản hồi trạng thái (3.23) (3.24) thiết kế hệ chịu tác động nhiễu giả định theo hai phương dọc ngang trục x , z , cho Hình 3.7 Sự ổn định ống dẫn dầu trường hợp khơng có điều khiển có điều khiển thể thông qua kết mô bao gồm: biên độ dịch chuyển ống dẫn dầu, vận tốc dịch chuyển góc lệch đầu phía đáy biển ống dẫn dầu, lực điều khiển tác động lên đầu ống dẫn dầu 3.4 Kết luận Trong chương 3, dựa kết nghiên cứu [12, 16], luận án giải nhiệm vụ đề toán điều khiển sau: điều khiển biên (3.9) điều khiển (3.13), (3.14) thiết kế dựa việc ứng dụng phương pháp Lyapunov trực tiếp phương pháp chiếu (backstepping) theo trình tự từ đơn giản đến tổng quát Trong có kể đến việc áp dụng thành công Bổ đề 2.1 [13], để khẳng định toán ổn định hệ thống xét tới chuyển động ngang dọc trục tiến hành mà không cần đến giả thiết lực căng ống dẫn dương - Luận án áp dụng thành công Bổ đề 2.1 [13], để khẳng định toán ổn định hệ thống xét tới chuyển động ngang dọc trục tiến hành mà không cần đến giả thiết lực căng ống dẫn dương - Kiểm chứng lại kết mô phương pháp số phần mềm Mathematica Các điều khiển (3.39) điều khiển (3.13), (3.14) cho chất lượng đáp ứng đầu tốt thông qua thông số đánh giá như: biên độ dịch chuyển, vận tốc góc lệch ống dẫn dầu Các kết mô lần khẳng định tính đắn khả áp dụng lý thuyết vào thực tế, đáp ứng mục tiêu đề luận án Những vấn đề tồn kiến nghị Luận án tập trung vào ống dẫn dầu mà chưa quan tâm đến ống khoan dầu công nghiệp khai thác thăm dò Đối với ống dầu khai thác thăm dò, hoạt quay ống khoan, hệ thống chịu ảnh hưởng lớn mômen xoắn Sự xuất mô-men xoắn gây tác động xen kênh chuyển động tịnh tiến chuyển động quay Do tác động xen kênh này, việc mơ hình hóa mơ hệ thống có nhiều khác biệt với phương thức đề xuất luận án Việc xét đến động học ống dầu khai thác thăm dò đặt thử thách không dễ giải lĩnh vực điều khiển tự động hóa Ngồi ra, điều khiển tối ưu thích nghi đề cập đến Chương 2, việc rút công thức tường minh mô tả quy luật thay đổi tỷ số q1 r , q r chưa giải Mặc dù tính khả thi điều khiển phân tích chứng minh qua mơ phỏng, kết cần kiểm chứng qua thực nghiệm Việc thực nghiệm với trường tốn nhiều thời gian công sức, thực nghiệm với mơ hình phòng thí nghiệm khả thi Việc xây dựng mơ hình thí nghiệm cài đặt thuật toán điều khiển đề xuất sở vững để ứng dụng kết nghiên cứu vào thực tiễn Luận án sở để tiến hành nghiên cứu xử lý dao động khác cơng nghiệp nơi mà tính mềm đối tượng tồn dao động dây tời hệ thống nâng hạ, hệ thống vận chuyển chất lỏng, hệ thống băng tải,… KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ  Kết luận Luận án đạt Trong trình thực nghiên cứu luận án, dựa việc phân tích đánh giá kết có, với cách thức tiếp cận giải vấn đề khác, luận án bước đầu đạt số kết sau: - Thứ là: Phân tích xây dựng mơ hình tốn học cho đối tượng để giải toán cụ thể đề cập nội dung Chương Chương - Thứ hai là: Xây dựng điều khiển để bù chuyển động dọc trục ống dẫn dầu lòng biển Ngồi phương án thiết kế điều khiển [16], luận án đề xuất thêm điều khiển tối ưu bù thích nghi có khả kháng thành phần nhiễu sai lệch mơ hình theo ngun lý bù thích nghi mà khơng cần phải sử dụng thêm khâu quan sát nhiễu - Kiểm chứng, đánh giá lại kết mô thông phần mềm Matlab Từ đó, khẳng định hiệu điều khiển đề xuất, đáp ứng mục tiêu đề luận án - Thứ ba là: Xây dựng điều khiển để bù chuyển động dọc ngang trục ống dẫn dầu lòng biển Các điều khiển biên (3.39) điều khiển (3.13), (3.14) thiết kế dựa việc ứng dụng phương pháp Lyapunov trực tiếp phương pháp chiếu (backstepping)  ... loại hệ thống ống dẫn dầu khí 1.1.2 Hệ thống neo giữ tàu khai thác biển 1.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng tới làm việc hệ thống ống dẫn dầu khí 1.1.4 Cơ cấu dẫn động hệ thống ống dẫn dầu 1.2 Bài toán điều. .. ĐIỀU KHIỂN ỐNG DẪN DẦU BIỂN Trong lĩnh vực khai thác dầu khí, hệ thống ống dẫn dầu biển đóng vai trò quan trọng việc thăm dò khai thác dầu mỏ, khí ga vận chuyển sản phẩm dầu mỏ lên tàu khai thác. .. thác dầu biển Vì vậy, việc hạn chế dao động ổn định cho hệ thống ống dẫn dầu biển để tránh bị phá hỏng việc làm đầy thách thức cần thiết Hình 1.1: Mơ hình hệ thống ống dẫn tàu khai thác dầu biển