Nghiên cứu phương pháp hướng đối tượng trong phân tích và thiết kế điều khiển chuyển động cho thiết bị tự hành AUV ASV với chuẩn sysml modelica và automate lai

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN HOÀI NAM NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG TRONG PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ ĐIỀU KHIỂN CHUYỂN ĐỘNG CHO THIẾT BỊ TỰ HÀNH AUV/ASV VỚI CHUẨN SYSML-MODELICA VÀ AUTOMATE LAI LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC Hà Nội – 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN HOÀI NAM NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG TRONG PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ ĐIỀU KHIỂN CHUYỂN ĐỘNG CHO THIẾT BỊ TỰ HÀNH AUV/ASV VỚI CHUẨN SYSML-MODELICA VÀ AUTOMATE LAI Chuyên ngành: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC Mã số: 62520116 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS NGÔ VĂN HIỀN GS TSKH VŨ DUY QUANG Hà Nội – 2017 LỜI CAM ĐOAN Tôi, Nguyễn Hoài Nam, cam kết báo cáo luận án cơng trình nghiên cứu thân tơi hướng dẫn NGND.GS.TSKH Vũ Duy Quang PGS.TS Ngô Văn Hiền Các kết nêu báo cáo luận án trung thực chưa công bố cơng trình khác Nghiên cứu sinh Nguyễn Hoài Nam TẬP THỂ HƯỚNG DẪN Người hướng dẫn khoa học PGS.TS Ngô Văn Hiền Người hướng dẫn khoa học NGND.GS.TSKH Vũ Duy Quang LỜI CẢM ƠN Trước hết, tơi xin bày tỏ lòng kính trọng biết ơn sâu sắc tới: NGND.GS.TSKH Vũ Duy Quang PGS.TS Ngô Văn Hiền người Thầy trực tiếp hướng dẫn bảo tận tình, giúp đỡ tơi suốt q trình học tập thực luận án Tôi xin chân thành cảm ơn thầy cô, Bộ môn Kỹ thuật Thủy khí Tàu thủy, Viện Cơ khí Động lực, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, người tạo điều kiện giúp đỡ thời gian kể từ lúc thức bắt đầu tiến hành nghiên cứu đến hồn thành luận án Cuối cùng, tơi vô cảm ơn bố, mẹ, vợ, người thân bạn bè, người bên chia sẻ, động viên giúp đỡ sống học tập Hà Nội, ngày… tháng… năm 2017 Nghiên cứu sinh Nguyễn Hoài Nam MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT iv  DANH MỤC CÁC BẢNG vii  DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ viii  MỞ ĐẦU 1  i Tính cấp thiết đề tài 1  ii Mục đích, đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài 2  iii Phương pháp nghiên cứu 3  iv Ý nghĩa khoa học thực tiễn 3  v Các điểm luận án đạt 4  vi Cấu trúc luận án 4  CHƯƠNG 1: NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN 5  1.1 Tổng quan thiết bị tự hành biển AUV/ASV 5  1.1.1 Sơ lược AUV/ASV 5  1.1.2 Một số ứng dụng AUV/ASV 6  1.2 Hệ thống điều khiển AUV/ASV 10  1.2.1 Cấu trúc hệ thống điều khiển AUV/ASV 10  1.2.2 Hệ thống động lực lai công nghiệp 11  1.2.3 Một số điều khiển ứng dụng AUV/ASV 12  1.2.4 Bộ điều khiển tích phân chiếu 14  1.3 Công nghệ hệ thống hướng mơ hình dựa tảng cơng nghệ hướng đối tượng 15  1.3.1 Công nghệ hướng đối tượng hướng theo mơ hình 15  1.3.2 Cơng nghệ hệ thống hướng theo mơ hình 16  1.4 Cấu hình vật lý tốn áp dụng 22  Kết luận chương 23  CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP MÔ HÌNH HĨA, MƠ PHỎNG VÀ THI HÀNH HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ TỰ HÀNH AUV/ASV 25  2.1 Mô hình động lực học điều khiển tổng quát AUV/ASV 25  i 2.1.1 Các hệ tọa độ 25  2.1.2 Phương trình động lực học tổng quát AUV/ASV 26  2.1.3 Tác động môi trường tới AUV/ASV 27  2.2 Luật dẫn đường mơ hình hệ thống điều khiển thiết bị AUV/ASV mặt phẳng ngang 30  2.2.1 Luật dẫn đường thiết bị AUV/ASV 30  2.2.2 Mơ hình hệ thống điều khiển AUV/ASV mặt phẳng ngang 32  2.2.3 Bộ lọc EKF mô hình thực thi HA cho AUV/ASV 37  2.2.4 Ứng dụng mô hệ thống điều khiển AUV/ASV 40  2.3 Phương pháp luận OOSEM phân tích thiết kế thực thi điều khiển AUV/ASV 42  2.3.1 Quy trình thiết kế 42  2.3.2 Sử dụng ngơn ngữ mơ hình hóa hệ thống SysML kết hợp ngơn ngữ mơ Modelica phân tích, thiết kế thực thi 44  Kết luận chương 49  CHƯƠNG 3: QUY TRÌNH PHÂN TÍCH THIẾT KẾ, MÔ PHỎNG VÀ THI HÀNH HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHO THIẾT BỊ AUV/ASV VỚI SYSML/MODELICA VÀ AUTOMATE LAI 50  3.1 Mơ hình quản trị yêu cầu 50  3.1.1 Xác định cấu hình hệ thống 50  3.1.2 Mơ hình hóa trực quan u cầu hệ thống 53  3.2 Mơ hình phân tích thiết kế 54  3.2.1 Xây dựng mơ hình phân tích cho hệ thống điều khiển AUV/ASV54  3.2.2 Mơ hình thiết kế hệ thống điều khiển AUV/ASV 57  3.3 Mơ hình mơ thực thi hệ thống điều khiển AUV/ASV 67  3.3.1 Mơ hình chuyển đổi SysML-Modelica 67  3.3.2 Mơ hình mô thực thi 70  3.3.3 Mơ hình cài đặt triển khai 73  Kết luận chương 75  ii CHƯƠNG 4: THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 77  4.1 Điều kiện kịch thử nghiệm thiết bị AUV/ASV 77  4.1.1 Mơ hình thử nghiệm AUV/ASV 77  4.1.2 Môi trường thử nghiệm 78  4.1.3 Các tình thử nghiệm 79  4.2 Tích hợp hệ thống qui trình thử nghiệm 79  4.2.1 Tích hợp thiết bị phần cứng 79  4.2.2 Quy trình vận hành thử nghiệm điều khiển tàu lặn mô hình 83  4.3 Tiến hành thử nghiệm đánh giá hệ thống điều khiển tàu thiết bị AUV/ASV 84  4.3.1 Mô tả thử nghiệm 84  4.3.2 Thử nghiệm kịch bám quỹ đạo thiết bị AUV/ASV 86  4.3.3.Thử nghiệm tính ổn định hướng thiết bị 88  Kết luận chương 89  KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 90  Kết luận 90  Kiến nghị 91  TÀI LIỆU THAM KHẢO 92  DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA LUẬN ÁN 99  PHỤ LỤC 101  Phụ lục Các thông số thủy động lực học 101  Phụ lục Cấu trúc hệ thống tham khảo 103  Phụ lục Mã chương trình hệ thống điều khiển 104  Phụ lục Dữ liệu thử nghiệm bám quỹ đạo AUV/ASV 108  Phụ lục Một số hình ảnh cấu hình thử nghiệm thiết bị 111  iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Viết đầy đủ (tiếng Anh) Ý nghĩa viết tắt AF Architechture Framework Autonomous Under Water AUV/ASV Vehicle/Autonomous Khung kiến trúc Thiết bị tự hành nước/trên mặt nước Surface Vehicle Khối mô tả chức năng, sử dụng BBD Block Definition Diagram CLF Control Lyapunov Functions Hàm điều khiển Lyapunov CG Center of Gravity Trọng tâm EKF Extended Kalman Filter Bộ lọc Kalman mở rộng FFBDs GPS GAS Functional Flow Block Sơ đồ khối hàm truyền Diagrams Global Positioning Systems Global Asymptotically Hybrid Automata IB Integral Backstepping Hệ thống định vị toàn cầu Ổn định tiệm cận toàn cục Stable HA SysML Automate lai Luật điều khiển chiếu tích phân Industrial Hybrid Dynamic Hệ thống động lực lai công System nghiệp IMU Inertial Measurement Unit Thiết bị đo quán tính INS Inertial Navigation Systems Hệ thống dẫn đường quán tính IHDS iv INCOSE IEEE ISO International Council on Hội đồng quốc tế công nghệ Systems Engineering hệ thống Institute of Electrical and Electronics Engineers International Organisation for Standardisation Viện kỹ nghệ Điện Điện tử Tổ chức tiêu chuẩn hóa quốc tế International IEC Uỷ ban Kỹ thuật Điện Quốc tế Electrotechnical Commission LQG linear-quadratic-Gaussian LOS Light of Sight Real-time Embedded MDS MES MIMO Model Based System Cơng nghệ hệ thống hướng mơ Engineering hình Measurement and Display System Hệ thống hiển thị đo lường Marine Environmental Hệ thống tác nhân tác động bên System ngồi mơi trường hàng hải Multi Input-Multi Output NCS NED Mơ hình hóa phân tích hệ thống nhúng thời gian thực Systems MBSE phương tuyến tính Gauss Thuật toán dẫn đường trực thị Modeling and Analysis of MARTE Thuật tốn điều khiển tồn Hệ thống nhiều đầu vào nhiều đầu Nghiên cứu sinh Hệ tọa độ gắn với trái đất North-East-Down v NIST National Institute of Viện tiêu chuẩn kỹ thuật Hoa Standards and Technology Kỳ Tổ chức quản lý phát triển OMG Object Management Group OOT Objected Orient Technology Công nghệ hướng đối tượng The Object-Oriented OOSEM Phương pháp hệ thống công Systems Engineering nghệ hướng đối tượng Method OPM PID PLC RUP-SE SISO Object Process Phương pháp qui trình–đối tượng Methodology Proportional – Integral – Bộ điều chỉnh tỷ lệ-tích phân-vi Derivative Regulator phân Programmable Logic Thiết bị điều khiển lập trình Controller The Rational Unified Quy trình hợp RUP Process-System Engineering IBM Single Input-Single Output Service oriented SoaML hướng đối tượng Điều khiển vào Ngôn ngữ mơ hình hóa kiến trúc architecture Modeling hướng dịch vụ Language SE System Engineering Công nghệ hệ thống SMC Sliding Mode Control Điều khiển trượt UAV Unmanned Aerial Vehicle Thiết bị bay không người lái WP Way-Point Điểm đường (điểm lộ trình) vi DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA LUẬN ÁN [1] Nguyễn Hồi Nam, Ngơ Văn Hiền, Vũ Duy Quang (2012) Tích hợp ngơn ngữ mơ hình hóa hệ thống SysML/Modelica để thực thi hệ thống động lực công nghiệp Hội nghị Cơ học Thủy khí Tồn quốc, Nha Trang, Việt Nam, 2012, ISSN: 1859-4182, Tr 636-645 [2] Nguyễn Hồi Nam, Khương Minh Tuấn, Ngơ Văn Hiền, Vũ Duy Quang (2013) Mơ hình điều khiển theo đường dẫn phi tuyến cho phương tiện tự hành nước Hội nghị Cơ học Thủy khí Tồn quốc, Đồng hới, Quảng Bình, Việt Nam, ISSN: 1859-4182, Tr 433-440 [3] Khương Minh Tuấn, Nguyễn Hồi Nam, Ngơ Văn Hiền, Vũ Duy Quang (2013) Mơ hình phân tích mơ hướng đối tượng cho điều khiển tàu lặn không người lái cỡ nhỏ tự hành Automate lai ngơn ngữ Modelica Hội nghị Cơ học Thủy khí Tồn quốc, Đồng hới, Quảng Bình, Việt Nam, ISSN: 1859-4182, Tr 636-645 [4] Nam N H., Hien N V., Quang V D (2013) Using SysML-Modelica Transformation to Implement the Ship Motion’s Controller Proc of ACFM14, ISBN: 978-604-913-146-2, pp 841-845, Hanoi, Vietnam [5] Nguyễn Hồi Nam, Ngơ Văn Hiền, Vũ Duy Quang (2014) Phương pháp phân tích, thiết kế thực thi hệ thống điều khiển cho phương tiện biển tự hành bám theo quỹ đạo tích hợp SysML-Modelica với Automate lai Hội nghị Khoa học Cơ học Thuỷ khí Toàn quốc năm 2014, Phan Rang, tỉnh Ninh Thuận, Việt Nam, ISSN: 1859-4182, Tr 388-396 [6] Khương Minh Tuấn, Nguyễn Hồi Nam, Ngơ Văn Hiền, Vũ Duy Quang (2014) Bộ điều khiển bám quỹ đạo cho tàu thủy tự hành dựa tích hợp EKF automate lai Hội nghị Khoa học Cơ học Thuỷ khí Tồn quốc năm 2014, Phan Rang, tỉnh Ninh Thuận, Việt Nam, ISSN: 1859-4182, Tr 62899 635 [7] N H Nam, K M Tuan, N V Hien, H S Truong (2014) An objectoriented approach to analyze and design controllers of autonomous surface vessel Journal of Science & Technology, 07 Technical Universites, ISSN: 0868-3980, No 100, pp 11-15 [8] Dong N., Nam N H., Tuan K M., Hien N V (2014) A Novel Approach to Model and Implement Planar Trajectory-Tracking Controllers for ASVs/AUVs Journal of Advanced materials research, ISSN: 1022-6680, (Included in Scopus/SCImago, SJR=0.115), Vol 1016 Trans Tech Publications, Switzerland, pp 686-693 [9] Nam N H, Tuan K M, Hien N V (2014) An Object-Oriented Simulation Model to Planar Trajectory-Tracking Controllers for AUVs/ASVs by specifying Modelica Language Proc of RCMME 2014, ISBN: 978-604-911942-2, pp 392-396, Hanoi, Vietnam [10] K.M Tuấn, N Đông, N.H Nam, P.G Điềm, N.V Hiền (2014) Qui trình hướng đối tượng mơ hình hóa mơ hệ thống điện tử điều khiển thơng qua tích hợp SysML/Modelica/MDA với Automate lai Tạp chí Cơ khí Việt Nam, ISSN: 0866-7056, Tr 150-157 [11] Nguyen Hoai Nam, Ngo Van Hien (2015) A UML/SysML-Based for Implementing Controllers of AUVs/ASVs Tạp chí khoa học công nghệ trường đại học kỹ thuật, ISSN 2354-1083, Tr 69-74 100 PHỤ LỤC Phụ lục Các thông số thủy động lực học Bảng A.1 Các thông số thủy động lực học thiết bị AUV/ASV vận tốc di chuyển 0,5m/s [3] Thông số m Ixx Iyy=Izz L R Xuu Xu˙ Xuw Xuv Xvv Xvr Giá trị Đơn vị 11.20 0.057 1.271 1.50 0.10 -4.12e+0 +4.25e-1 +3.07e+1 +3.06e-2 -5.28e+1 +2.82e+1 kg kg.m2 kg.m2 m m kg/m kg kg/m kg/m kg/m kg/rad Khối lượng Mô men quán tính theo x Mơ men qn tính theo y z Chiều dài Bánh kính Ảnh hưởng cản vận tốc u Khối lượng gia tăng gia tốc u˙ Ảnh hưởng cản vận tốc u w Ảnh hưởng cản vận tốc u v Ảnh hưởng cản vận tốc v Khối lượng gia tăng ảnh hưởng chéo Xww -5.28e+1 kg/m Ảnh hưởng cản vận tốc w Xwq -2.89e+1 kg/rad Khối lượng gia tăng ảnh hưởng chéo Xrr +1.68e+0 kg/rad Khối lượng gia tăng ảnh hưởng chéo Yuuδr +1.21e+1 kg/(m.rad) Ảnh hưởng nâng xoay cánh lái Yuv -5.23e+1 kg/rad Khối lượng gia tăng ảnh hưởng chéo lực nâng lực cản xoay cánh lái Yur +5.88e+0 kg/rad Khối lượng gia tăng ảnh hưởng chéo lực nâng xoay cánh lái Yvv +3.37e+0 kg/m Ảnh hưởng cản vận tốc v Yv˙ Ywp -2.67e+1 +2.56e+1 kg kg/rad Khối lượng gia tăng gia tốc v˙ Khối lượng gia tăng ảnh hưởng chéo Ypq -1.78e+0 kg/rad Khối lượng gia tăng ảnh hưởng chéo Yr˙ Zuuδs Zuw -1.78e+0 -1.21e+1 -5.96e+1 kg kg/(m.rad) kg/rad Khối lượng gia tăng gia tốc r˙ Ảnh hưởng nâng xoay cánh lái Khối lượng gia tăng ảnh hưởng chéo lực nâng lực cản xoay cánh lái Zuq -5.89e+0 kg/rad Khối lượng gia tăng ảnh hưởng chéo lực nâng xoay cánh lái 101 Mô tả Zvp -2.56e+1 kg/rad Khối lượng gia tăng ảnh hưởng chéo Zww +3.26e+1 kg/m Ảnh hưởng cản vận tốc w Zw˙ -2.34e+1 kg Khối lượng gia tăng gia tốc w˙ Zq˙ +1.78e+0 kg Khối lượng gia tăng gia tốc q˙ Zrp -1.78+0 kg/rad Khối lượng gia tăng ảnh hưởng chéo Kp˙ -4.23e-2 kg.m2 /rad2 Khối lượng gia tăng p˙ Kuuδr +4.43e+0 kg/rad Mô men xoay cánh lái Kuuδs +4.43e+0 kg/rad Mô men xoay cánh lái Muuδs -6.35e+0 kg/rad Mô men nâng cánh lái Muw +2.45e+1 kg Mô men thân cánh lái Muq -4.93e+0 kg.m/rad Khối lượng gia tăng ảnh hưởng chéo lực nâng cánh lái Mvp +1.67e+0 kg.m/rad Khối lượng gia tăng ảnh hưởng chéo Mw˙ +1.67e+0 kg.m2 /rad2 Khối lượng gia tăng Mq˙ -4.33e+0 kg.m/rad Khối lượng gia tăng Mrp +4.33e+0 kg.m2 /rad2 Khối lượng gia tăng ảnh hưởng chéo Nuuδr -6.11e+0 kg/rad Mô men nâng cánh lái Nuv -2.44e+1 kg Mô men thân cánh lái Nur -4.90e+0 kg.m/rad Khối lượng gia tăng ảnh hưởng chéo lực nâng cánh lái Nv˙ -1.78e+0 kg.m2 /rad2 Khối lượng gia tăng Nwp +1.78e+0 kg.m /rad Khối lượng gia tăng ảnh hưởng chéo Npq -4.35e+0 kg.m2 /rad2 Khối lượng gia tăng ảnh hưởng chéo Nr˙ -4.27e+0 kg.m /rad Khối lượng gia tăng 102 Phụ lục Cấu trúc hệ thống tham khảo Bảng A.2 Các tiêu so sánh Chỉ tiêu Hệ thống Hệ thống tham khảo phát triển luận án [3] Phần cứng Tương tự thiết bị Luật điều Hệ thống xác định hệ Hệ thống hệ tuyến tính khiển phi tuyến MIMO, sử dụng luật điều đơn giản, sử dụng luật khiển IB kết hợp EKF HA điều khiển PID tuyến tính Ảnh hưởng Đưa vào nhiễu tác động môi Không xét tới nhiễu nhiễu trường (sóng nước) để đánh giá ảnh hưởng tới hiệu hệ thống Phương OOSEM, Sử dụng công nghệ Sử dụng công nghệ hướng pháp luận hướng đối tượng hướng theo mơ đối tượng với quy trình hình (MBSE) phù hợp với hệ thống - Ngôn ngữ: Sử dụng ngơn ngữ nhỏ mơ hình hóa hệ thống SysML kết - Ngôn ngữ: UML hợp với ngôn ngữ mô - Môi trường phát triển: IBM RoseRealtime Modelica - Môi trường phát triển: IBM Rational Rapshody OpenModelica 103 Phụ lục Mã chương trình hệ thống điều khiển Mã thực thi HAAUV/ASV hệ thống điều khiển AUV/ASV   /*********************************************************************    Component  : DefaultComponent     Configuration   : DefaultConfig    Model Element  : HA_Q_AUV_ASV    File Path  : DefaultComponent\DefaultConfig\HA_Q_AUV_ASV.h  *********************************************************************/    #ifndef HA_Q_AUV_ASV_H  #define HA_Q_AUV_ASV_H  #include   #include   //## link itsState  class State;  //## package Default  //## class HA_Q_AUV_ASV  class HA_Q_AUV_ASV {      ////    Constructors and destructors    ////      public :        HA_Q_AUV_ASV();               ~HA_Q_AUV_ASV();            //## operation request()      void request();            ////    Additional operations    ////             OMIterator getItsState() const;           void addItsState(State* p_State);            void removeItsState(State* p_State);            void clearItsState();    protected :      void cleanUpRelations();            OMCollection itsState;   //## link itsState        public :        void _addItsState(State* p_State);            void _removeItsState(State* p_State);            void _clearItsState();  };    #endif  /*********************************************************************    File Path  : DefaultComponent\DefaultConfig\HA_Q_AUV_ASV.h  *********************************************************************/    /********************************************************************    Component  : DefaultComponent     Configuration   : DefaultConfig  104   Model Element  : HA_Q_AUV_ASV    File Path  : DefaultComponent\DefaultConfig\HA_Q_AUV_ASV.cpp  *********************************************************************/    #include "HA_Q_AUV_ASV.h"  //## link itsState  #include "State.h"  //## package Default    //## class HA_Q_AUV_ASV  HA_Q_AUV_ASV::HA_Q_AUV_ASV() {  }    HA_Q_AUV_ASV::~HA_Q_AUV_ASV() {      cleanUpRelations();  }    void HA_Q_AUV_ASV::request() {      //#[ operation request()      //#]  }    OMIterator HA_Q_AUV_ASV::getItsState() const {      OMIterator iter(itsState);      return iter;  }    void HA_Q_AUV_ASV::addItsState(State* p_State) {      if(p_State != NULL)          {              p_State‐>_setItsHA_Q_AUV_ASV(this);          }      _addItsState(p_State);  }    void HA_Q_AUV_ASV::removeItsState(State* p_State) {      if(p_State != NULL)          {              p_State‐> setItsHA_Q_AUV_ASV(NULL);          }      _removeItsState(p_State);  }    void HA_Q_AUV_ASV::clearItsState() {      OMIterator iter(itsState);      while (*iter){          (*iter)‐>_clearItsHA_Q_AUV_ASV();          iter++;      }      _clearItsState();  }    void HA_Q_AUV_ASV::cleanUpRelations() {      {          OMIterator iter(itsState);          while (*iter){              HA_Q_AUV_ASV* p_HA_Q_AUV_ASV = (*iter)‐>getItsHA_Q_AUV_ASV();              if(p_HA_Q_AUV_ASV != NULL)                  {                      (*iter)‐> setItsHA_Q_AUV_ASV(NULL);                  }              iter++;          }  105         itsState.removeAll();      }  }    void HA_Q_AUV_ASV::_addItsState(State* p_State) {      itsState.add(p_State);  }  void HA_Q_AUV_ASV::_removeItsState(State* p_State) {      itsState.remove(p_State);  }    void HA_Q_AUV_ASV::_clearItsState() {      itsState.removeAll();  }    /*********************************************************************    File Path  : DefaultComponent\DefaultConfig\HA_Q_AUV_ASV.cpp  *********************************************************************/  Mã thực thi trạng thái dịch chuyển ngang   /*********************************************************************    Component  : DefaultComponent     Configuration   : DefaultConfig    Model Element  : Transferring    File Path  : DefaultComponent\DefaultConfig\Transferring.h  *********************************************************************/    #ifndef Transferring_H  #define Transferring_H    #include   //## class Transferring  #include "Attitude_Position_Control.h"  class HA_Q_AUV_ASV;    //## class Transferring  class Transferring : public Attitude_Position_Control {      ////    Constructors and destructors    ////        public :        //## operation Transferring()      Transferring();            //## operation ~Transferring()      ~Transferring();            ////    Operations    ////            //## operation evolve()      void evolve();            //## operation handle()      void handle();            ////    Additional operations    ////            int getSituation_ID() const;            void setSituation_ID(int p_situation_ID);  106           ////    Attributes    ////    protected :        int situation_ID;   //## attribute situation_ID  };    #endif      /*********************************************************************    File Path  : DefaultComponent\DefaultConfig\Transferring.h  *********************************************************************/    /********************************************************************    Component  : DefaultComponent     Configuration   : DefaultConfig    Model Element  : Transferring    File Path  : DefaultComponent\DefaultConfig\Transferring.cpp  *********************************************************************/    #include "Transferring.h"  #include "HA_Q_AUV_ASV.h"  //## package Default    //## class Transferring  Transferring::Transferring() {      //#[ operation Transferring()      //#]  }    Transferring::~Transferring() {      //#[ operation ~Transferring()      //#]  }    void Transferring::evolve() {      //#[ operation evolve()      //#]  }    void Transferring::handle() {      //#[ operation handle()      //#]  }    int Transferring::getSituation_ID() const {      return situation_ID;  }    void Transferring::setSituation_ID(int p_situation_ID) {      situation_ID = p_situation_ID;  }    /*********************************************************************    File Path  : DefaultComponent\DefaultConfig\Transferring.cpp  *********************************************************************/    107 Phụ lục Dữ liệu thử nghiệm bám quỹ đạo AUV/ASV Bảng A.3 Dữ liệu bám quỹ đạo AUV/ASV “trường hợp 1”, vận tốc di chuyển 0,5m/s STT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 Vĩ độ 21.003423 21.003431 21.003442 21.003451 21.003462 21.003469 21.003477 21.003485 21.003494 21.003501 21.003509 21.003518 21.003527 21.003538 21.003545 21.003552 21.003558 21.003565 21.003572 21.003575 21.003580 21.003586 21.003592 21.003598 21.003604 21.003609 21.003615 21.003619 21.003623 21.003621 21.003599 21.003578 21.003554 21.003539 21.003508 21.003485 21.003457 Kinh độ 105.847084 105.847076 105.847069 105.847061 105.847052 105.847043 105.847036 105.847008 105.847000 105.846993 105.846985 105.846977 105.846973 105.846988 105.846971 105.846982 105.846989 105.846998 105.847007 105.847020 105.847031 105.847038 105.847046 105.847055 105.847062 105.847069 105.847075 105.847083 105.847091 105.847105 105.847121 105.847134 105.847151 105.847163 105.847184 105.847205 105.847223 108 Lắc ngang -1,5316 0,4301 -0,4426 -1,6105 -0,7939 -1,687 -0,5817 -6,3336 -3,722 -2,9031 -0,8451 0,1572 -2,648 0,1596 -1,2254 0,1322 -0,1954 -1,4116 -1,2691 0,2403 1,2407 3,4662 2,4153 3,5575 1,7765 1,0526 -0,7935 -1,2029 -1,101 -0,7482 -0,9841 -0,0546 -1,9799 -3,7988 -3,0802 -1,8483 -0,2677 Lắc dọc 1,1793 3,1546 1,3585 -0,7367 -0,6475 -1,4686 -1,0473 0,3738 2,5823 4,1136 3,3284 1,8198 -0,7348 -0,0381 -0,9478 -2,0951 -1,2335 -0,1259 -0,3408 -1,3525 -0,7763 -0,9967 0,2066 3,5609 3,0727 2,792 4,0893 1,6266 0,2395 -1,1525 -2,6285 -1,5627 -0,3945 0,9478 1,0804 5,0916 6,6406 Quay trở 343,2027 335,5644 332,2164 333,1022 339,0409 353,781 23,3584 54,7523 100,1594 142,5597 146,9349 147,5139 148,4791 146,4837 144,2569 143,017 143,1114 147,3438 146,302 143,7442 144,4493 136,996 112,4684 76,9262 48,9041 1,0632 339,8322 344,9801 350,5232 349,5251 343,8565 340,4206 358,3741 40,1018 63,9087 57,9108 49,1792 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 21.003444 21.003427 21.003428 21.003408 21.003391 21.003369 21.003344 21.003331 21.003315 21.003302 21.003291 21.003282 21.003273 21.003265 21.003277 21.003291 21.003303 21.003315 21.003326 21.003335 21.003344 21.003356 21.003365 21.003374 21.003387 21.003396 105.847246 105.847265 105.847281 105.847296 105.847312 105.847327 105.847341 105.847324 105.847309 105.847292 105.847281 105.847269 105.847252 105.847242 105.847231 105.847222 105.847209 105.847199 105.847186 105.847175 105.847167 105.847156 105.847148 105.847135 105.847128 105.847121 -0,8027 -0,4425 0,1685 0,1445 -0,3692 -1,4661 -2,6062 -0,8742 0,0854 -1,6402 0,4552 0,0137 -0,5191 -0,2573 0,4848 0,1277 0,1805 -1,0373 -0,7872 -0,4677 0,1564 -0,3893 -0,9412 -0,2809 0,193 0,0077 6,7455 6,767 6,992 7,4728 7,0645 6,6632 1,6514 2,3979 0,6633 1,0641 -1,1909 0,7563 -1,3521 -0,992 -1,377 -0,5277 -0,0965 -0,7382 -0,6828 -1,3238 -1,3315 -1,505 0,4998 -1,1587 -0,8885 -1,186 50,0102 53,2399 53,2533 53,2362 53,1127 52,5968 54,4844 52,8572 54,2279 59,6392 62,2074 60,6958 60,0368 59,7282 59,719 59,7007 59,6971 59,7216 59,7406 59,7466 59,7653 59,8072 59,8074 59,841 59,831 59,8375 Bảng A.4 Dữ liệu bám quỹ đạo AUV/ASV “trường hợp 2”, vận tốc di chuyển 0,5m/s STT 10 Vĩ độ 21.003416 21.003425 21.003445 21.003468 21.003474 21.003489 21.003495 21.003503 21.003521 21.003545 Kinh độ 105.847090 105.847088 105.847086 105.847085 105.847082 105.847081 105.847079 105.847078 105.847078 105.847079 109 Lắc ngang -0,8317 -1,059 -1,393 -0,6448 -0,3991 -0,1393 0,0582 0,2077 -0,4425 -0,5644 Lắc dọc -0,377 -0,2214 -0,01 -0,0083 -0,3116 -0,5792 -0,7229 -0,8034 0,2011 -0,6739 Quay trở 59,9389 59,9457 59,99 60,0216 60,0281 60,0262 60,0486 57,0976 60,8726 61,9955 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 21.003561 21.003577 21.003589 21.003597 21.003611 21.003615 21.003581 21.003559 21.003530 21.003518 21.003503 21.003491 21.003472 21.003455 21.003444 21.003430 21.003419 21.003391 21.003371 21.003355 21.003340 21.003328 21.003331 21.003336 21.003341 21.003345 21.003349 21.003353 21.003355 21.003358 21.003362 21.003368 21.003372 21.003375 21.003379 21.003382 21.003386 21.003389 21.003391 105.847079 105.847079 105.847080 105.847081 105.847091 105.847082 105.847111 105.847125 105.847139 105.847147 105.847160 105.847185 105.847197 105.847212 105.847221 105.847229 105.847238 105.847267 105.847292 105.847311 105.847325 105.847342 105.847331 105.847312 105.847299 105.84775 105.847255 105.847241 105.847229 105.847216 105.847212 105.847201 105.847188 105.847169 105.847155 105.847143 105.847132 105.847124 105.847110 110 0,0688 0,0978 -0,5043 -0,4158 0,2234 0,2807 -0,2181 -0,5326 0,1767 0,0725 -0,715 0,7167 -0,3836 0,1491 0,2521 -0,4499 -1,405 -1,3086 -0,955 -0,6331 -1,5061 0,1805 -0,1807 -0,8601 -1,1103 -0,3339 -0,3565 -0,2423 -0,91 0,3715 -0,067 -0,194 0,1708 -0,7377 -1,7266 -1,0949 0,1522 -0,0947 -1,7586 -1,9614 -0,6862 -0,0351 -0,8278 -1,2736 -0,7535 -0,1708 -0,4018 -1,005 -0,5098 -1,5255 -0,8929 0,3807 -0,8893 -0,0376 -1,2709 -0,4371 -0,7694 -1,4611 -1,1729 -1,282 -0,3593 0,8792 0,3953 2,4554 7,1749 8,8757 8,4061 0,6382 -0,1724 0,4786 0,4545 0,261 1,0714 1,6058 1,4618 1,0062 1,8153 1,6495 62,1914 62,2064 62,1857 62,1947 62,2057 62,2662 62,2904 62,3031 62,3102 62,277 63,1876 65,8395 63,2359 48,5048 40,4863 43,0247 57,0575 71,4415 73,3144 67,5117 58,3935 52,5962 53,5486 53,8458 53,733 52,7293 50,2151 48,4079 43,0472 41,0357 41,0313 41,0551 41,0794 41,0495 41,0451 41,0549 29,5009 353,2562 344,1147 Phụ lục Một số hình ảnh cấu hình thử nghiệm thiết bị Hình A.1 Tích hợp phần cứng cho AUV/ASV phòng thử nghiệm Hình A.2 Phần cứng sẵn sàng lắp đặt lên mơ hình 111 Hình A.3 Một số thử nghiệm đảm bảo kín nước trước đưa vào bể thử Hình A.4 Hiệu chỉnh phần mềm, thiết lập quỹ đạo thử nghiệm cho mô hình 112 (a) (b) (c ) (d) (f) ( e) Hình A.5 Thiết bị AUV/ASV quay vòng trường chạy thử nghiệm bám quỹ đạo “trường hợp 2” (a-f) 113 ... DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN HOÀI NAM NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG TRONG PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ ĐIỀU KHIỂN CHUYỂN ĐỘNG CHO THIẾT BỊ TỰ HÀNH AUV/ ASV VỚI CHUẨN SYSML- MODELICA. .. tượng phân tích thiết kế điều khiển chuyển động cho thiết bị tự hành AUV/ ASV với chuẩn SysML- Modelica Automate lai ii Mục đích, đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài Mục đích nghiên cứu Mục đích nghiên. .. mơ thi hành hệ thống điều khiển thiết bị tự hành AUV/ ASV  Chương Quy trình phân tích thiết kế, mơ thi hành hệ thống điều khiển cho thiết bị tự hành AUV/ ASV với SysML/ Modelica Automate lai  Chương