Page 139 - Tạp chí Giao thông Vận Tải - Số Tết Dương Lịch

KHOA HỌC CÔNG NGHỆ Tập 64
Tập
4
6
Số 12/2024 (748)
Nhược điểm của điều khiển sửa lỗi chủ động là có ít để xấp xỉ các trạng thái, thành phần bất định tổng hợp và
thời gian để bộ FDI thực hiện việc điều chỉnh hệ thống. thông tin lỗi cơ cấu chấp hành. Tuy nhiên, nhược điểm của
Ngoài ra, độ chính xác của bộ FDI ảnh hưởng đến quá trình nghiên cứu này là các thông số thời gian ổn định xác định
điều chỉnh. Tuy nhiên, nhược điểm lớn của kỹ thuật sửa lỗi không thể điều chỉnh được. Lỗi toàn phần và lỗi tăng tải tín
chủ động là khó chứng minh tính ổn định của toàn bộ hệ hiệu điều khiển của cơ cấu chấp hành được giải quyết bởi
thống sửa lỗi khi xét đến cả chất lượng hoạt động của bộ bộ điều khiển định vị động sửa lỗi dựa trên hệ thống phi
FDI, các thông số điều khiển, cơ cấu điều chỉnh. Giải pháp tuyến mô hình mờ Takagi-Sugeno kết hợp điều khiển trượt
cho nhược điểm này được đề xuất trong [1]. Tác giả đã đề tích phân và kỹ thuật điều khiển thích nghi [8]. Sử dụng mô
xuất sử dụng lý thuyết chuyển hệ thống dựa trên lý thuyết hình mờ cần được lựa chọn thích hợp để có thể đảm bảo
thời gian dừng để đảm bảo tính ổn định của hệ thống và tính ổn định của hệ thống.
khả năng xác định lỗi khi có lỗi xảy ra. - Lỗi cảm biến: Trong nghiên cứu [9], lỗi của cảm
biến trong quá trình điều khiển tàu được giải quyết bằng
3. PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN phương pháp điều khiển mô hình dự đoán MPC dựa trên
CỨU ĐIỀU KHIỂN SỬA LỖI TRONG ĐIỀU KHIỂN TÀU THỦY giới hạn lắc, lý thuyết ổn định Lyapunov và các bất đẳng
Trong phần này, tác giả sẽ phân tích tổng quan các thức ma trận tuyến tính LMI (Linear Matrix Inequality).
nghiên cứu điều khiển sửa lỗi theo 2 loại chính: Điều khiển Nghiên cứu [10] đã thiết kế một bộ ước lượng lặp thích
sửa lỗi thụ động và điều khiển sửa lỗi chủ động. Đồng thời, nghi để ước lượng độ chính xác cho lỗi cảm biến và một bộ
tác giả đánh giá các hướng nghiên cứu điều khiển sửa lỗi ước lượng lỗi sử dụng mạng nơ-ron nhân tạo để xấp xỉ lỗi
trong tàu thủy. cơ cấu chấp hành. Dựa trên lỗi cảm biến và lỗi cơ cấu chấp
3.1. Điều khiển sửa lỗi thụ động trong điều khiển hành được ước lượng, bộ quan sát mạng nơ-ron nhân tạo
tàu thủy được sử dụng để cấu trúc lại các tham số, các lỗi cảm biến
Trong quá trình thiết kế các bộ điều khiển sửa lỗi thụ và lỗi cơ cấu chấp hành cho tàu thủy. Tuy nhiên, nghiên
động trong điều khiển tàu biển, các nhà nghiên cứu tập cứu này không thể chứng minh được tính ổn định của hệ
trung cho một số loại lỗi nhất định như sau: thống theo lý thuyết ổn định Lyapunov.
- Lỗi cơ cấu chấp hành: Khoảng 80% các nghiên cứu 3.2. Điều khiển sửa lỗi chủ động trong điều khiển
tập trung điều khiển khi xảy ra lỗi trong cơ cấu chấp hành tàu thủy
bao gồm lỗi của thiết bị đẩy hoặc lỗi của chân vịt. Bộ điều Với điều khiển sửa lỗi chủ động, các nhà nghiên cứu
khiển sửa lỗi bám quỹ đạo trong thời gian hữu hạn cho tàu tập trung nghiên cứu thiết kế các Bộ phát hiện và nhận
đủ thừa cơ cấu chấp hành dựa trên điều khiển trượt thay dạng lỗi FDI. Trong nghiên cứu [11], một cơ cấu điều khiển
đổi theo thời gian được đề xuất trong [2]. Nghiên cứu tập kết hợp một bộ tính toán lỗi và một bộ bù lỗi được sử dụng
trung giải quyết lỗi một phần và bất định gây ra bởi lỗi cơ để đảm ổn định của hệ thống điều khiển tàu thủy trong
cấu chấp hành nhưng phải đảm bảo ít nhất 3 cơ cấu chấp điều kiện xảy ra lỗi. Bộ phát hiện và nhận dạng lỗi FDI cho
hành không xảy ra lỗi. [3] đã sử dụng một bộ ước lượng lỗi lỗi cảm biến và lỗi cơ cấu chấp hành cho tàu thủy dựa trên
trong thời hạn hữu hạn kết hợp điều khiển trượt tích phân bộ lọc Kalman được đề xuất trong [12]. Bộ phát hiện và
để giải quyết ảnh hưởng của lỗi cơ cấu chấp hành và giới nhận dạng lỗi FDI trong nghiên cứu cần thông tin từ thiết
hạn tín hiệu điều khiển trong quá trình điều khiển tàu bám bị đo tốc độ, tốc độ quay mũi và lực chân vịt được sinh ra.
quỹ đạo. Tuy nhiên, lỗi cơ cấu chấp hành trong nghiên cứu Một bộ quan sát bù thông số không xác định với luật bảo
này được giả sử có khả năng đạo hàm hai lần. Kỹ thuật cuốn vệ thích nghi được thiết kế để phát hiện và nhận dạng lỗi
chiếu backstepping và phương pháp tổng hợp Lyapunov trong trường hợp xảy ra lỗi trong độ lớn và tốc độ của cơ
được kết hợp để điều chỉnh ma trận cấu hình của các cơ cấu cấu chấp hành và lỗi trong mô hình cơ cấu chấp hành như
chấp hành đảm bảo điều khiển cho tàu sử dụng chân vịt kẹt, giảm hiệu suất trong quá trình điều khiển bám quỹ đạo
bầu xoay bám quỹ đạo khi xảy ra lỗi trong cơ cấu chấp hành trong [13]. Trong [14], dựa trên ưu điểm phương pháp sửa
[4]. Kết hợp bộ điều khiển trượt lượng tử và phương pháp lỗi chủ động trong thời gian hữu hạn, một bộ điều khiển
điều chỉnh thông số lượng tự động đã giải quyết được ảnh bám quỹ đạo có thể điều khiển tàu bám theo chính xác
hưởng của nhiều loại lỗi khác nhau của cơ cấu chấp hành quỹ đạo dự kiến bằng một bộ ước lượng lỗi trong thời gian
[5]. Nghiên cứu [6] sử dụng bộ quan sát nhiễu phi tuyến, kỹ hữu hạn có thể xác định được lỗi cơ cấu chấp hành trực
thuật cuốn chiếu backstepping và hàm tan chặn Lyapunov tiếp. Tuy nhiên, lỗi cơ cấu chấp hành trong nghiên cứu này
để điều khiển tàu bám đường LOS (Line On Sight) trong được giả sử có khả năng đạo hàm hai lần. Nghiên cứu [15]
điều kiện lỗi cơ cấu chấp hành và giới hạn tín hiệu điều đã đưa ra một phương pháp nhận dạng lỗi đa cảm biến
khiển. Trong [7], một bộ điều khiển sửa lỗi thích nghi bám dựa trên bộ lọc hạt thích nghi có khả năng phát hiện ra lỗi
quỹ đạo sử dụng bộ quan sát trạng thái mở rộng trong thời xảy ra ở chân vịt và cảm biến. Hiệu quả của bộ nhận dạng
gian xác định FXESO (Fixed-timing extended state observer) lỗi đa cảm biến được đưa ra trong nghiên cứu đã được

138