Với hàm truyền của tàu thủy: (s)= ( )( ) = (
2 2+ 1 +1) (3.39)
Trong chế độ tàu chạy không tải tốc độ chạy trong giải 6,5 ÷10.7 hải lý/h .
Với :
1,7.10 2 Kc 2.38. 10 2 12 T2 16
Bộ điều khiển PID của 3.39 R(s) = (1 + 1 + )các hệ số đƣợc xác định ở phần trên.
=2,1. 10 2 2, =14 1 =20
Thay số vào hàm truyền;
Ta có (s)= ( )( ) = (140.0212+20 +1)
Vơi tham số của bộ điều khiển PID. a=4; = 20.275 = 1.38 =459.2 Đối tƣợng 3.39 đƣợc tách thành (s)= ( )( )= 1 x 2 2+ 1 +1 Xét thành phần có tham số thay đôi. S(s) =
2 2+ 1 +1 (3.40)
Thêm các thành phần chỉnh K1, K2, để hiệu chỉnh các thành phần tham số thay đổi.
S(s) = ( / 2)+
2+ 1
2+ 2 +(1
2+ 1)
Từ các biều thức 3.14, 3.15 , 3.16 Các thuật toán chỉnh thích nghi đƣợc viết dƣới dạng:
1= 1 x1P1 E
2 = x2P2E 22
= u1p1 E 21
1
Với 2 = 1 . Các hệ sô , ị tùy chọn phụ hợp để thuật toán hội tụ nhanh.
Hình 3.10 Sơ đồ mô phỏng trên simulinhk hệ thống điều khiển thích nghi cho lái tự động tàu thủy chế độ không tải
Không tải 2, 1
Tham số mẫu 2,1. 10 2 14 20
Thay đổi 1.1 10 2 20 24
Chúng ta tiến hành mô phỏng khi tham sô thay đổi so với mẫu chuẩn với.
: Thay đổi từ 2,1. 10 2 1.1 10 2
2,Thay đổi từ 14 20
Trường hợp đầu vào là hàm bước nhảy.
Hình 3.11 đáp ứng đầu ra của hệ thống
Hình 3.12 Sai số giữa mô hình giữa mô hình chuẩn và mô hình thật sâu khi các tham số đƣợc hiệu chỉnh.
Hình 3.13 mô tả hệ số hiệu chỉnh bù hệ sổ khếch đại khi hệ số khêch đại hệ thống thay đổi.
Hình 3.14 mô tả hệ số hiệu chỉnh K2 bù hăng số thời gian 2, khi 2,thay đổi.
Nhƣ vây chung ta đa mô phỏng hệ thống điều khiển thích nghi cho lái tự động tàu thủy
ở chế độ không tải với hàm bƣớc nhảy ta thấy thời gian quá độ của hệ thống là 80s so
với 40s ở chế độ chuẩn mặc dù các tham số biến đổi trong giải tƣơng đối rộng, điều đó chứng tỏ rằng thuật toán điều chỉnh thích thích nghi các tham số là hiệu quả vả tốc độ
hội tụ của thuật toán tƣơng đôi nhanh. Thời gian qua độ hiệu chỉnh tham sô là 50s
thời gian hiệu chỉnh thời gian hiệu chỉnh T2 là 50s thời gian hiệu chỉnh tham số T1 là 52 s quá độ hiệu chỉnh mô hình 55s chứng tỏ hệ bàm mô hình chuẩn tƣơng đôi tốt. Các thuật toán hiệu chỉnh thực chất là bù các đại lƣợng đảm bảo quá trình khi hết thời kỳ quá độ hiệu chỉnh thì tham số động học giữ nguyên bằng tham ố tƣơng ƣớng với mô hình chuẩn.
Trường hợp lái tàu trên hình trình
Giả thiết ở giá trị đặt tàu đổi hƣớng hai trƣờng hợp ặ = 300 và ặ = 270 trên
hành trình. Nhiễu đƣợc giả thiết có dạng hàm là hình sin vơi tần số 0.1 rad/s biên độ 8.
Hình 3.15 sơ đổ mô phỏng ặ = 300 có nhiễu đầu ra là hình sin.
Hình 3.17 nhiễu hình sin.
Hình 3.18 ứng ầu c a h ra ủ ệkhi ặ = 270 có nhiễu đầu ra dạng hình sin. Có thể thấy hƣớng chuyển động của tàu đều bám sát đầu ra của mô hình, ít chịu ảnh hƣởng của nhiễu chất lƣợng điều khiển tốt không dao động , sai lệch điều chỉnh bé.