Page 118 - Tạp chí Giao thông Vận Tải - Số Tết Dương Lịch

Số 12/2024 (748) KHOA HỌC CÔNG NGHỆ
Tập 64
Tập
4
6
không cần phải biết chính xác các tham số của hệ thống. lặp (ILC) cho hệ thống RM nhằm nâng cao chất lượng điều
Trong hệ thống chống lắc Magnus Rotor, điều khiển trượt khiển thông qua quá trình học của điều khiển học lặp.
có thể được áp dụng để cải thiện khả năng điều khiển dưới Điều khiển SMC đem đến tính ổn định, bền vững trước
các điều kiện biến động phi tuyến của môi trường biển. nhiễu, trong khi ILC đem đến khả năng học cho hệ thống.
Phương pháp điều khiển trượt có thể giải quyết các vấn đề - Ngoài ra, nghiên cứu cần tập trung vào việc thử
liên quan đến sự thay đổi nhanh của sóng biển và áp lực nghiệm các phương pháp SMC trên các mô hình thực tế
không đồng đều tác động lên tàu, giúp duy trì sự ổn định và đánh giá hiệu quả của nó trong môi trường hoạt động
của tàu trong các điều kiện phức tạp. Điều khiển trượt sẽ thực tế, từ đó tối ưu hóa hệ thống điều khiển chống lắc
điều chỉnh giá trị mô-men phục hồi để duy trì góc lắc ϕ Rotor Magnus cho tàu trong các điều kiện phức tạp.
trong phạm vi mong muốn. Hàm trượt S(t) của hệ thống
có thể được thiết kế theo công thức: 5. KẾT LUẬN
(7) Việc áp dụng điều khiển trượt phi tuyến (SMC) trong
Trong đó: e(t) = y(t) – r(t) - Tín hiệu sai lệch; y(t) - Tín hệ thống Rotor Magnus là một bước phát triển hứa hẹn,
hiệu ra (tín hiệu thực tế) bám theo tín hiệu đặt r(t) (tín hiệu giúp nâng cao khả năng điều khiển và duy trì ổn định của
mong muốn); c - Hằng số dương chọn trước. Vì mục tiêu tàu trong các điều kiện phức tạp. SMC không chỉ giúp cải
1
điều khiển là giảm chuyển động lắc ngang của tàu hay ϕ = thiện hiệu suất so với bộ điều khiển PID truyền thống mà
ϕ = 0, do đó tín hiệu đặt r(t) = 0. còn mang lại khả năng phản ứng nhanh hơn và chính xác
Hệ thống sẽ được điều khiển để duy trì S(t) = 0, từ đó hơn trước các biến động phi tuyến. Hướng nghiên cứu
đảm bảo rằng hệ thống hoạt động trên bề mặt trượt và lắc này hứa hẹn sẽ mang lại những điểm đóng góp mới cho
ngang của tàu được giữ trong phạm vi an toàn. lĩnh vực ổn định lắc tàu thủy nói chung và ổn định Rotor
4.2. Lợi ích của SMC trong điều khiển hệ phi tuyến Magnus.
Việc áp dụng điều khiển trượt mang lại những lợi ích
quan trọng trong việc điều khiển hệ thống giảm lắc ngang Tài liệu tham khảo
Roto Magnus như sau: [1]. Conolly, J., (1969), Rolling and its stabilization by
- Khả năng chống nhiễu: Phương pháp điều khiển active fins, Trans. R. Inst. Naval Archit. 111, pp.21-48.
trượt có khả năng chống nhiễu rất tốt. Khi tàu hoạt động [2]. Contento, G., Francescutto, A., Piciullo, M. (1996),
trong điều kiện biển động hoặc chịu tác động của sóng On the effectiveness of constant coefficients roll motion
lớn, SMC có thể nhanh chóng điều chỉnh hệ thống để giữ equation, Ocean Engineering 23, pp.597-618.
ổn định. [3]. Do Manh Tuan (2014), Sliding Mode Learning
- Phản ứng nhanh: Điều khiển trượt phản ứng nhanh Control and its Applications, PhD theses, Swinburne
với các thay đổi đột ngột trong điều kiện môi trường, giúp University of Technology Melbourne, Australia, pp.20-22.
duy trì hiệu suất cao của hệ thống trong các tình huống [4]. G., Francescutto, A. (2011), Effect of roll modelling
khẩn cấp. in beam waves under multi-frequency excitation, Ocean
- Giảm sai số ổn định: SMC giúp giảm sai số ổn định Engineering 38, pp.1448-1463.
một cách hiệu quả hơn so với PID, đặc biệt là khi hệ thống [5]. G. Weinblum and M. St. Denis (1950), On the
phải đối mặt với các biến động không dự đoán được. motion of ships at sea, The Society of Naval Architects and
4.3. Hướng nghiên cứu và phát triển trong tương lai Marine Engineers, SNAME Transactions.
Trong tương lai, bộ điều khiển trượt có thể được kết [6]. Jia, X., Yang, Y. (1999), Ship motion mathematical
hợp với các phương pháp điều khiển thích nghi để tối ưu model, Dalian Maritime University Press, Dalian.
hóa hiệu suất của hệ thống Rotor Magnus trong mọi điều [7]. John B, Gu X J, Barber R W (2016), High-Speed
kiện hoạt động. Chúng tôi đề xuất một số hướng phát triển Rarefied Flow Past a Rotating Cylinder: The Inverse Magnus
như sau: Effect, Aiaa Journal, vol.54, no.5, pp.1-12.
- Thiết kế bộ điều khiển trượt thích nghi tích hợp thuật [8]. L. Liang, P. Zhao, S. Zhang, J. Yuan and Y. Wen,
toán trượt dừng nhanh. Mặt trượt dừng nhanh được thiết (2017), Simulation and analysis of Magnus rotating roll
kế nhằm giảm thời gian đi vào ổn định của hệ thống, từ đó stabilizer at low speed, Ocean Eng., vol.142, pp.491-500.
nâng cao chất lượng điều khiển. [9]. Perez, T., Blanke, M., (2012), Ship roll damping
- Thiết kế bộ điều khiển trượt kết hợp với kỹ thuật contro, Annu. Rev., Control 36, pp.129-147.
mặt động DSC (Dynamic Surface control). Khi tổng hợp
hệ thống với mô hình động học của cơ cấu chấp hành, kỹ
thuật cuốn chiếu được ứng dụng nhằm thu được kết quả Ngày nhận bài: 16/9/2024
điều khiển trong khi kỹ thuật mặt trượt động được thực Ngày nhận bài sửa: 25/10/2024
hiện để tránh việc phải tính toán nhiều đạo hàm thông Ngày chấp nhận đăng: 25/11/2024
qua các kỹ thuật cuốn chiếu.
- Thiết kế bộ điều khiển trượt kết hợp kỹ thuật học

117