Từ phương trình Nomoto bậc nhất và bậc hai đơn giản ở trên, chúng ta có thể có những ứng dụng như sau:
a. Ứng dụng trong việc xác định tính năng điều động của tàu
Hai mô hình trên của Nomoto là mô hình gần đúng biểu diễn tính năng điều động của tàu bao gồm tính ăn lái, tính ổn định hướng và tính quay trở
của tàu. T và K cũng đồng thời quyết định bán kính vòng quay trở của tàu. Sử dụng mô phỏng máy tính bằng cách thay đổi các giá trị của T và K và các góc bẻ lái khác nhau chúng ta sẽ thấy tính năng điều động sẽ khác nhau. Khi xét các giá trị của T và K, có mấy trường hợp làm ảnh hưởng tới tính điều động của tàu như sau :
- T nhỏ, K lớn: tính ăn lái tốt, tính quay trở tốt
- T nhỏ, K nhỏ: tính ăn lái tốt, nhưng tính quay trở kém - T lớn, K lớn: tính ăn lái kém, nhưng tính quay trở tốt - T lớn, K nhỏ: tính ăn lái kém, mà tính quay trở cũng kém
Trong thực tế khai thác tàu, người ta thường tiến hành xác định T và K để xác định tính năng điều động tàu. Các phương pháp thử nghiệm để xác định tính năng điều động tàu gồm:
- Vòng quay trở (turning test): Thử nghiệm này chủ yếu được dùng để tính toán bán kính quay trở ổn định của tàu và kiểm tra xem việc lái tàu thực hiện tốt như thế nào trong những điều động thay đổi hướng.
- Điều zig-zag Kempf (Kempf's zigzag test): Thử nghiệm zig-zag là điều động tiêu chuẩn được sử dụng để so sánh những tính chất điều động và đặc tính điều khiển của một tàu với những tính chất và đặc tính của những tàu khác. Một đặc điểm khác của thử nghiệm này là có thể dùng kết quả thí nghiệm để tính các giá trị K vàT của mô hình bậc nhất Nomoto.
b. Ứng dụng trong thiết kế hệ thống máy lái tự động cho tàu thủy
Ngày nay, nhờ vào kỹ thuật cảm biến đo lường và giao diện với máy tính, người ta có thể điều khiển tàu biển bằng các hệ thống điều khiển tự động sử dụng bộ vi điều khiển (microcontroller) hoặc dùng bộ vi xử lý (microprocessor, kỹ thuật PIC, bộ điều khiển giao diện ngoại vi) hoặc bằng máy tính. Các hệ thống điều khiển hiện đại ngày nay trên tàu có thể là các
máy lái tự động (autopilots), các hệ thống định vị động (dynamic positioning systems), hệ thống ổn định lắc ngang (roll stabilization systems)... cấu thành buồng lái tổng hợp trên tàu. Các phương pháp điều khiển hiện nay có thể là: điều khiển PID hiện đại (có các khuếch đại biến được làm tối ưu), điều khiển gán điểm cực, điều khiển tối ưu, điều khiển dựa trên mô hình, điều khiển mô hình dự đoán, điều khiển thích nghi, điều khiển bền vững, điều khiển gán điểm cực …. Ngoài ra còn có những phương pháp điều khiển kết hợp của những phương pháp trên. Các mô hình điều động ở trên đã được sử dụng để thiết kế cáchệ thống máy lái tự động cho tàu thủy. Trong đồ án này, tôi ứng dụng phương pháp thiết kế hệ thống lái tự động tàu thủy áp dụng luật điều khiển PID và sử dụng mô hình bậc nhất Nomoto.
Năm 1922, bộ điều chỉnh PID được ra đời do phát minh của Nicholas Minorsky (1885 - 1970) đã đánh dấu một bước phát triển của ngành điều khiển tự động. Bộ điều khiển PID được sủ dụng rộng rãi trong việc xậy dựng các bộ điều khiển trong nhiều lĩnh vực, trong đó có cả lĩnh vực điều khiển tàu. Ngày này, các hệ thống lái tàu tự động được thiết kết trên cơ sở bộ điều chỉnh PD, PID là phương pháp đơn giản nhất, hoạt động tin cậy.