THÔNG TIN TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT
Tên đề tài: Nghiên cứu hệ thống điều khiển phi tuyến bền vững cho cần trục container đặt trên phao nổi
Ngành: Kỹ thuật cơ khí động lực
Mã số: 9520116
Chuyên ngành: Khai thác, bảo trì tàu thủy
Nghiên cứu sinh: Phạm Văn Triệu
Người hướng dẫn khoa học:
1. PGS. TS. Lê Anh Tuấn
2. TS. Hoàng Mạnh Cường
Cơ sở đào tạo: Trường Đại học Hàng hải Việt Nam
1. Mục đích nghiên cứu của luận án
– Xây dựng các thuật toán điều khiển mới áp dụng cho hệ cần trục-tàu. Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ góp phần cải tiến và áp dụng vào thiết kế cần trục container nói chung cũng như cần trục container gắn trên tàu, từ đó nâng cao hiệu quả khai thác cũng như an toàn trong quá trình vận hành cần trục container.
2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của luận án
– Đối tượng nghiên cứu: Luận án tập trung nghiên cứu cần trục container gắn trên tàu chịu tác động của sóng và gió.
– Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu xây dựng hệ thống điều khiển phi tuyến bền vững cho cần trục container đặt trên phao nổi dựa trên mô hình động lực học hai chiều.
3. Phương pháp nghiên cứu của luận án
Luận án sử dụng phương pháp nghiên cứu kết hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm, cụ thể như sau:
– Nghiên cứu lý thuyết: Thiết kế các thuật toán điều khiển dựa trên mô hình toán của đối tượng thực. Ứng dụng ngôn ngữ lập trình MATLAB®/Simulink® để mô phỏng số các đáp ứng của thuật toán điều khiển.
– Nghiên cứu thực nghiệm: Kiểm chứng các thuật toán điều khiển trên mô hình thực nghiệm trong phòng thí nghiệm.
4. Những đóng góp mới của luận án
Luận án đã xây dựng thành công ba thuật toán điều khiển cho cần trục container đặt trên phao nổi là thuật toán điều khiển trượt bậc hai (SOSMC), thuật toán điều khiển trượt bậc hai tích hợp mạng nơ ron (NN-SOSMC) và thuật toán điều khiển trượt bậc hai tích hợp bộ quan sát (OB-SOSMC), với những đóng góp chính sau:
(1) Không giống như các nghiên cứu trước đó, hàng được gắn lên một cáp nâng có chiều dài không đổi khi không xét đến hoạt động của cơ cấu nâng, các yếu tố vật lý của thân tàu không được kể đến. Luận án này xây dựng thuật toán điều khiển phi tuyến bền vững trong đó kể đến đàn hồi của cáp nâng, đặc tính động lực học của thân tàu và kích động sóng biển tác động lên thân tàu.
(2) Tích hợp mạng nơ ron vào bộ điều khiển SOSMC để thiết kế hệ thống điều khiển thích nghi bền vững cho cần trục container, một hệ thống điều khiển phi mô hình có những đặc điểm quan trọng sau: (i) hệ thống bền vững với thông số bất định, nhiễu và mô hình không chính xác; (ii) hệ thống tự học và thích nghi với cấu trúc bất định, động lực học không hoàn hảo và thậm chí hoàn toàn không có thông tin mô hình hệ thống.
(3) Khác với phương pháp thích nghi truyền thống, thích nghi mạng nơ ron RBFN hoàn toàn có thể xấp xỉ cả mô hình động lực học và thông số hệ thống. Điều đó có nghĩa phương pháp thích nghi truyền thống có thể ước lượng được thông số hệ thống nhưng không xác định được mô hình hệ thống. Nó yêu cầu động lực học hệ thống là cố định, trong khi RBFN không cần điều đó.
(4) Bộ quan sát được sử dụng để thay cho những cảm biến cần lắp đặt để đo giá trị vận tốc từ đó có thể giảm một nửa số cảm biến góp phần giảm giá thành chế tạo.
5. Kết cấu của luận án
Luận án gồm các phần theo thứ tự sau: Mở đầu; Nội dung (gồm 4 chương); Kết luận và hướng nghiên cứu tiếp theo; Danh mục các công trình khoa học đã công bố liên quan đến luận án; Tài liệu tham khảo; Phụ lục.
