Đề tài fuzzy sliding mode control for ship roll stabilization

NHẬP MÔN ĐIỀU KHIỂN THÔNG MINH Báo cáo tiểu luận Đề tài: fuzzy sliding mode control for ship roll stabilization Nhóm 9: Võ Lê Ân Nguyễn Quốc Bảo Phan Anh Khải 1510133 1510179 1511536 GVHD: Huỳnh Thái Hoàng Ngày thuyết trình: 22/5/2018 ĐẶT VẤN ĐỀ: Nước ta phấn đấu trở thành quốc gia đóng tàu, hoạt động khoa học công nghệ phấn đấu đầu tư sản xuất thiết bị tàu thủy, thiết bị phục vụ ngành công nghiệp tàu thủy Một trở ngại chuyển động lắc ngang tàu chuyển động gây say sóng cho thuyền viên hành khách, đồng thời gây hư hỏng hàng hố chí lắc ngang q mạnh, hàng hố chằng buộc không cẩn thận gây xô hàng nghiêm trọng gây ổn định cho tàu làm lật tàu Đã từ lâu người ta nghĩ đến phương pháp khác để làm giảm lắc ngang tàu, tăng khả làm việc hiệu thuyền viên, giảm tổn thất hàng hóa quan trọng làm cho tàu an toàn Những phương pháp giảm lắc ngang là: sử dụng sống phụ đáy tàu (bilge keels), dùng két chống lắc ngang (anti-rolling tanks), biến đổi vỏ tàu (hull modifications), ổn định lắc ngang vây (finstabilizers) giảm lắc ngang bánh lái Phương pháp sử dụng di chuyển nước qua lại hai khoang bên cạch tàu để giảm lắc cho tàu phương pháp lâu Nhưng phương pháp có nhiều ưu điểm, giá thành khơng cao thuận tiện việc bổ sung, nâng cấp hệ thống sử dụng nên nhóm định trình chọn đề tài này, thiết kế hệ thống ổn định cho giảm xóc ngang tàu • MƠ HÌNH TỐN HỌC CỦA ĐỐI TƯỢNG • THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN FUZZY SLIDING MODE CONTROL • MƠ PHỎNG VÀ KẾT QUẢ I MƠ HÌNH TỐN HỌC ĐIỀU KHIỂN Mơ hình động học bậc ship roll Trong đó: x1 góc roll tàu x2 tốc độ góc roll tàu x3 khoảng cách thay đổi tâm theo chiều ngang có song tác động vào Với: Trong đó: f1 đại diện cho mơ men thủy tĩnh tàu f2 đại diện cho mơ men qn tính tàu h1, h2 sóng biển tác động lên tàu Nhóm Sóng biển tổ hợp nhiều dao động hình sin với biên độ nằm khoảng 0-4m tần số thông thường 0-1hz Nhóm II THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN FUZZY SLIDING MODE CONTROL Nhóm Để chống lại việc lật tàu sóng biển tàu bị lệch khối lượng bên van tàu thay đổi để chống lại việc lệch cách kích hoạt khoang chứa nước Do ta điều chỉnh tốc độ thay đổi độ lệch x3 Với u tốc độ dòng chảy nước thay đổi khoang hay tốc độ thay đổi khối lượng nước khoang Thiết kế điều khiển trượt + Bước 1: tính độ hàm ngõ 𝑥1 x2 x2’=f1(x1)+f2(x1).x3+ ∆f(x1,x2,x3,t) -> x2’=a(x)+b(x).x3 + bước 2: chọn mặt phẳng trượt σ1=x2+B.x1 với B=0.1>0 + bước 3: viết biểu thức điều khiển trượt x3   ( x1, x 2)    u  x3   1  1e 1  f x B x 1( 1) tanh( )   f 2( x1)  tanh(1)        2e 2 x2  [f1(x1)+f2(x1).x3]tanh( )] x1 x tanh(1) 2 voi   x3  ( x1, x 2) f ( x1, x 2, x3, t)   1 and  f ( x1, x 2, x3, t) dx  2  ρ1e, ρ2e >0 giá trị ngưỡng độ không chắn Và kết mong muốn phải ρ1e> ρ1; ρ2e> ρ2 10 c Định nghĩa giá trị ngôn ngữ ngõ thông số đặc trưng ρ2e 13 Rule: biên độ sóng X, ngõ ρ1e, ρ2e X 14 III MƠ PHỎNG, XÉT TÍNH ỔN ĐỊNH VÀ KẾT QUẢ Đây nghiên cứu chiều cao sóng biến để ngư dân biển an tồn biển đơng: Chọn hàm lyaponov: 15 Không xét tác động sin( windload…) với biên độ song từ 0-3m: Biên độ sóng 0.5m 16 Biên độ sóng 1m 17 Biên độ sóng 2m 18 xét tác động sin( windload…) với biên độ sóng từ 0-6m: Biên độ sóng 0.5m 19 Biên độ sóng 1m 20 Biên độ sóng 2m 21 Biên độ sóng 3m 22 Biên độ sóng 4m 23 Biên độ sóng 6m 24 ƯU VÀ KHUYẾT ĐIỂM CỦA BỘ ĐIỀU KHIỂN FUZZY SLIDING MODE CONTROLL TRONG VIỆC ĐIỀU KHIỂN CHỐNG XÓC NGANG CỦA TÀU: ƯU ĐIỂM: đáp ứng sóng biển cao từ 0-5m, NHƯỢC ĐIỂM: Đáp ứng cịn dao động nhỏ vị trí cân bằng, thời gian đáp ứng chậm, Chịu tác động lớn từ độ không từ 25 Nguồn: https://pdfs.semanticscholar.org/efe6/3f8391656fcbb181ec 6aea6c81e39dab769a.pdf https://www.researchgate.net/publication/292364541_Cont rol_of_Ship_Roll_Motion https://en.wikipedia.org/wiki/Antiroll_tanks http://www.nchmfnews.com/p/ban-o-du-bao-o-cao-songbien-7-ngay.html https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S002980 1809000675 Nhóm CẢM ƠN THẦY VÀ CÁC BẠN ĐÃ LẮNG NGHE BÀI THUYẾT TRÌNH CỦA NHĨM Nhóm ... THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN FUZZY SLIDING MODE CONTROL • MƠ PHỎNG VÀ KẾT QUẢ I MƠ HÌNH TỐN HỌC ĐIỀU KHIỂN Mơ hình động học bậc ship roll Trong đó: x1 góc roll tàu x2 tốc độ góc roll tàu x3 khoảng cách... sóng 3m 22 Biên độ sóng 4m 23 Biên độ sóng 6m 24 ƯU VÀ KHUYẾT ĐIỂM CỦA BỘ ĐIỀU KHIỂN FUZZY SLIDING MODE CONTROLL TRONG VIỆC ĐIỀU KHIỂN CHỐNG XĨC NGANG CỦA TÀU: ƯU ĐIỂM: đáp ứng sóng biển cao từ... với biên độ nằm khoảng 0-4m tần số thông thường 0-1hz Nhóm II THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN FUZZY SLIDING MODE CONTROL Nhóm Để chống lại việc lật tàu sóng biển tàu bị lệch khối lượng bên van tàu thay