7. Kết cấu của luận án
3.5.2 Thích nghi với tác động của dòng chảy
Hình 3.51 Sơ đồ hệ thống điều khiển AUV theo quỹ đạo tính đến độ dạt do dòng chảy gây ra.
Hình 3.11 Mô tả sơ đồ hệ thống điều khiển AUV theo quỹ đạo đặt trước. Hàm mục tiêu Ek để huấn luyện mạng nơ-ron điều khiển được điều chỉnh. Tác giả dựa theo phương pháp giới thiệu trong [3], khoảng cách dạt khỏi đường đi mong muốn (d) trên mặt phẳng ngang và dấu của khoảng cách
này có thể xác định được. Định nghĩa giá trị khoảng cách này theo chiều dài thân tàu là = d/L, trong đó L là chiều dài thân tàu tính bằng mét.
Hàm mục tiêu sẽ có dạng sau đây:
= 1 [ ( − )2+ ( − )2 + 2+ 2 ] , (3.68)
2 1 2
trong đó kd và k lần lượt là hướng đi mong muốn và hướng đi thực tế của AUV trên mặt phẳng ngang; kd và k là giá trị độ dạt khỏi đường đi mong
muốn và thực tế; k là góc bánh lái hướng; rk là tốc độ thay đổi hướng (rk = k );
1, 2, , lần lượt là các hệ số dương. Gọi sai số hướng đi AUV là:
= − (3.69)
Và chú ý là giá trị độ dạt khỏi đường đi cần đạt được là = 0, hàm
mục tiêu lúc này sẽ trở thành: = 1 ( 2 + 2+2+2 + 2+ 2), (3.70) 2 1 2 1 2 3 Trong đó ( ) = ∫ ( ) , (3.71) = ̇, (3.72)
and 1, 2, 3 cũng lần lượt là các hệ số dương. Tương tự trong [3], có thể viết:
= − + 2 − + − . (3.73)
Thay thế / và / lần lượt bằng ( / ) = −1 and ( / ) = −1; và để ý rằng có thể thay / và / bằng các giá trị ( / ) = 1 và ( / ) = −1, thu được: = − ( − ) − ( − ) ( ) 1 2 − + 2 1 ( ) +2 ( ) +3 ( ) ,(3.74) = −[ ( − )− ( − ) + 1 2 + 1 −2 +3 ] . (3.75)
Sử dụng luật thích nghi cho mạng nơ-ron như trong [3] sẽ được: ̇ = [ (− ) + . 0] = (− ), (3.77) ̇ = − . ( ). , (3.78) ở đó, = . ̇ , (3.79) ( ) = 1 , (3.80) 1+ (− ) =∑ ( )+ . (3.81)
Thay (3.76) vào (3.78) sẽ được
̇ = . ( ). ( . + + + − + )
1 2 1 2 3
= . . ( 1. +2 + +1 −2 +3 ) . (3.81)
Tóm lại, bộ điều khiển nơ-ron cho AUV có luật cập nhật trọng số mạng
nơ-ron cho lớp ẩn và lớp ra lần lượt theo phương trình (3.79) và (3.81). Đây là luật điều khiển thích nghi với độ lệch vị trí AUV do dòng chảy gây ra.