Đăng nhập
Hoặc tiếp tục với email
Nhớ mật khẩu
Đang tải... (xem toàn văn)
Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Cấu trúc
1 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
2 DANH MỤC CÁC BẢNG
3 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
4 MỞ ĐẦU
1 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG TIỆN TỰ HÀNH DƯỚI NƯỚC VÀ CÁC KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN
1.1 Sơ lược quá trình phát triển và ứng dụng phương tiện tự hành dưới nước
Hình 1.1 Hình ảnh phương tiện tự hành dưới nước ASV/AUV (SPURV)
Hình 1.2 Hình ảnh phương tiện tự hành dưới nước ASV/AUV (Epaulard)
Hình 1.3 Hình ảnh phương tiện tự hành dưới nước ASV/AUV (AUSS)
Hình 1.4 Hình ảnh phương tiện tự hành dưới nước ASV/AUV (REMUS 6000)
Hình 1.5 Hình ảnh phương tiện tự hành dưới nước ASV (SEAOTTER MKII)
Hình 1.6 Hình ảnh phương tiện tự hành dưới nước ASV/AUV (Bluefin-9)
Hình 1.7 Hình ảnh phương tiện tự hành trên mặt nước ASV (CUSV)
Hình 1.8 Hình ảnh phương tiện tự hành trên mặt nước ASV (ARCIMS)
Hình 1.9 Hình ảnh phương tiện tự hành trên mặt nước ASV (CARACAS)
Hình 1.10 Hình ảnh phương tiện tự hành trên mặt nước ASV (MAST) [66]
Hình 1.11 Thống kê tỷ lệ phân bổ ASV/AUV theo phạm vi ứng dụng tính đến năm 2009
Hình 1.12 Dự báo tỷ lệ phân bổ ASV/AUV theo phạm vi ứng dụng giai đoạn 2010 – 2019
1.2 Tổng quan về hệ thống dẫn đường, định vị, điều khiển cho ASV
1.2.1 Hệ thống dẫn đường của ASV
Hình 1.13 Hệ thống dẫn đường cho các phương tiện dưới nước không người lái [25], [39], [40]
1.2.2 Hệ thống định vị của ASV
1.2.3 Hệ thống điều khiển của ASV
1.3 Phương pháp lai và công nghệ hướng đối tượng trong mô hình hóa hệ thống điều khiển
1.3.1 Hệ thống động lực lai và Automate lai
1.3.1.1 Hệ thống động lực lai
1.3.1.2 Automate lai
1.3.2 Sử dụng công nghệ hướng đối tượng
1.3.2.1 Lập trình hướng đối tượng
1.3.2.2 Ngôn ngữ mô hình hóa hợp nhất trong thời gian thực
1.3.3 Quy trình phát triển tái lặp hướng đối tượng cho hệ thống thời gian thực
Hình 1.14 Qui trình phát triển tái lặp nhúng hướng đối tượng [22], [23]
1.3.4 Kiến trúc hướng theo mô hình
1.4 Kết luận chương
2 CHƯƠNG 2. MÔ HÌNH ĐỘNG LỰC HỌC TRONG ĐIỀU KHIỂN VÀ KIẾN TRÚC G/NCS CỦA ASV VỚI AUTOMATE LAI
2.1 Mô hình động lực học và cơ sở giải thuật điều khiển tổng quát cho ASV
2.1.1 Mô hình động lực học tổng quát trong điều khiển ASV
Hình 2.1 Các hệ tọa độ và tham số chuyển động của ASV
Bảng 2.1 Các ký hiệu SNAME cho phương tiện dưới nước
2.1.2 Cơ sở giải thuật điều khiển tích phân hồi tiếp (IB) tổng quát cho G/NCS của ASV
2.2 Mô hình động lực học và giải thuật điều khiển thực thi cho ASV trên mặt ngang
2.2.1 Mô hình động lực học trong điều khiển ASV trên mặt ngang
2.2.2 Giải thuật điều khiển thực thi cho ASV bám quỹ đạo trên mặt ngang
2.3 Cấu trúc G/NCS của ASV
2.3.1 Cấu trúc G/NCS tổng quát của ASV
Hình 2.2 Sơ đồ hệ thống dẫn đường, khối điều khiển và định vị của ASV
2.3.2 Mô hình hóa trạng thái điều khiển ASV
2.3.3 Mô hình G/NCS phi tuyến lai cho ASV
Hình 2.3 Ví dụ sơ đồ chức năng thực thi mở rộng
Bảng 2.2 IB liên kết với HA cho G/NCS của ASV
2.4 Sử dụng mô hình và ngôn ngữ mô phỏng cho G/NCS của ASV
2.4.1 Vai trò mô phỏng hệ thống điều khiển công nghiệp
2.4.2 Sử dụng ngôn ngữ mô phỏng hệ thống
2.5 Kết luận chương
3 CHƯƠNG 3. MÔ HÌNH PHÂN TÍCH, THIẾT KẾ VÀ THỰC THI G/NCS CHO ASV BẰNG MDA VÀ REALTIME UML/MARTE
3.1 Qui trình MDA tổng quát trong phát triển G/NCS cho ASV
3.1.1 Sử dụng MDA, chuyển đổi mô hình và RealTime UML/MARTE
Hình 3.1 Mô hình chuyển đổi từ CIM sang PIM [47], [33]
Hình 3.2 Chuyển đổi mô hình theo vết
Hình 3.3 Quá trình biến đổi siêu mô hình
Hình 3.4 Quá trình biến đổi theo ứng dụng mẫu
Hình 3.5 Ví dụ tổng quát về quá trình biến đổi sử dụng tên mẫu
Hình 3.6 Ví dụ về quay trình MDA cho một hệ thống phức tạp
3.1.2 Qui trình MDA thực thi cho G/NCS của ASV
Hình 3.7 Tổng quan về quy trình MDA thực thi G/NCS cho ASV
3.2 Cụ thể hóa qui trình MDA thực thi cho G/NCS của ASV
3.2.1 CIM
Hình 3.8 Siêu mô hình UML thể hiện các chức năng chính của G/NCS
Hình 3.9 Mô hình trường hợp sử dụng của ASV
Hình 3.10 Kịch bản điều khiển bám theo quỹ đạo mong muốn
Hình 3.11 Máy trạng thái cục bộ của trường hợp sử dụng “Bám theo quỹ đạo mong muốn”
Hình 3.12 Máy trạng thái toàn cục của ASV
Hình 3.13 Sơ đồ khối chức năng của G/NCS cho ASV.
3.2.2 PIM
Hình 3.14 Mẫu kết nối truyền đạt giữa các gói điều khiển chính của G/NCS cho ASV
Hình 3.15 Máy trạng thái của gói phần rời rạc của G/NCS cho ASV
Hình 3.16 Máy trạng thái của gói IGCB của G/NCS cho ASV
Hình 3.17 Sơ đồ tiến trình trong thời gian thực của 5 gói điều khiển chính nhằm thực thi HA cho G/NCS của ASV
Hình 3.18 Cấu trúc tĩnh của các gói chính của G/NCS cho ASV
Hình 3.19 Tương tác giữa các gói chính cho một chu kỳ lấy mẫu trong G/NCS
Bảng 3.1 Nguyên tắc tùy biến và tái sử dụng của các gói điều khiển chính của G/NCS cho các ASV khác nhau
3.2.3 PSM
Hình 3.20 Chuyển đổi mô hình PIM-PSM trong MDA
Hình 3.21 Chuyển đổi mô hình PIM-PSM cho hệ thống điều khiển ASV
3.2.3.1 Lựa chọn cấu hình vật lý cho ứng dụng G/NCS của ASV
3.2.3.2 Mô hình thực thi mô phỏng hướng đối tượng
Hình 3.22 Đáp ứng quá độ khả năng ổn định hướng của ASV với vận tốc v=0,5m/s và hướng đi đặt 0100
Hình 3.23 Đáp ứng quá độ khả năng ổn định hướng của ASV với vận tốc v=1,0m/s và hướng đi đặt 0100
Hình 3.24 Đáp ứng quá độ khả năng ổn định hướng của ASV với vận tốc v=0,5m/s và hướng đi đặt 0200
Hình 3.26 Đáp ứng quá độ khả năng ổn định hướng của ASV với vận tốc v=0,5m/s và hướng đi đặt 0300
Hình 3.27 Đáp ứng quá độ khả năng ổn định hướng của ASV với vận tốc v=1,0m/s và hướng đi đặt 0300
3.2.3.3 Mô hình thi hành triển khai
Hình 3.28 Sơ đồ khối tổng quan kết nối phần cứng và các thiết bị ngoại vi [10]
Hình 3.29 Vi mạch MCU-STM32-Cortex M4 lập trình được
Hình 3.30 Tích hợp và chạy thử nghiệm mô hình triển khai G/NCS cho ASV bám theo quỹ đạo mong muốn
3.3 Kết luận chương
4 CHƯƠNG 4. THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ G/NCS CHO ỨNG DỤNG ASV
4.1 Các tình huống và môi trường thử nghiệm ứng dụng
4.1.1 Các tình huống thử nghiệm
4.1.2 Môi trường thử nghiệm
Hình 4.1 Bể bơi Trường Đại học Bách khoa Hà nội được sử dụng trong tiến hành thử nghiệm
4.2 Quy trình vận hành thử nghiệm chương trình điều khiển
Hình 4.2 Minh họa lựa chọn cổng và tốc độ kết nối
Hình 4.3 Ví dụ thiết lập một chương trình đi gồm 4 điểm (tại bể bơi Trường ĐHBK Hà Nội)
Hình 4.4 Ví dụ hiển thị các thông số hiện thời của ASV
Hình 4.5 Cấu hình hiệu chỉnh cho bộ điều khiển RC
Hình 4.6 Thiết lập các chế độ điều khiển thông qua kênh điều khiển Autopilot của bộ điều khiển RC
Hình 4.7 Hiệu chỉnh thông số PID cho khối mô tơ
4.3 Tiến hành thử nghiệm và đánh giá G/NCS của ứng dụng ASV
4.3.1 Thử nghiệm tính bám quỹ đạo của ASV
Hình 4.8 Biểu đồ kết quả thử nghiệm về tính bám quỹ đạo trong trường hợp 1
Bảng 4.1 Dữ liệu đánh giá tính bám quỹ đạo trong trường hợp 1
Hình 4.9 Biểu đồ kết quả thử nghiệm về tính bám quỹ đạo trong trường hợp 2
Bảng 4.2 Dữ liệu đánh giá tính bám quỹ đạo trong trường hợp 2
4.3.2 Thử nghiệm tính ổn định hướng của mô hình
Bảng 4.3 Số liệu ổn định hướng của ứng dụng ASV
4.4 Kết luận chương
1 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
2 TÀI LIỆU THAM KHẢO
3 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN
5 PHỤ LỤC
Bảng P.1 Các thông số thủy động lực học chính của ứng dụng ASV với vận tốc di chuyển 0,5m/s [4]
Minh họa mã chương trình mô phỏng PID trong khối điều khiển mô tơ đã mô tả trên Hình 3.13 của ASV thông qua công cụ OpenModelica
Minh họa mã chương trình chính thực thi HA của GNSC cho ASV được biên dịch để nạp vào vi xử lý MCU-STM32-Cortex M4 trên Arduino IDE.
Nội dung
Ngày đăng: 22/01/2021, 13:19
TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG
TÀI LIỆU LIÊN QUAN