THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG BỘ ĐIỀU KHIỂN TÀU TỰ HÀNH

Abstract

Trong xu thế tự động hóa gần như mọi mặt của đời sống của thế giới, các bộ điều khiển lái tự động hiện đại ngày càng được phát triển và tối ưu có thể giúp con người điều khiển toàn bộ hay một phần phương tiện, giúp người lại thư giãn và phục hồi trong một chuyến đi dài. Đặc biệt là ở lĩnh vực hàng hải, nơi mà một hành trình thường kéo dài nhiều ngày, nhiều giờ, con người khó có thể nào đáp ứng được khả năng điều khiển bởi những hạn chế về thể chất. Vì vậy, đề tài được trình bày trong luận văn này là nghiên cứu và thiết kế một bộ điều khiên cho tàu tự hành, có khả năng điều khiển tàu bám theo một quỹ đạo cho trước bằng việc sử dụng 2 thuật toán điều khiển phổ biến hiện này là PID và Fuzzy kết hợp với chiến thuật dẫn hướng theo khoảng cách tầm ngắm Line-of-sight. Đối tượng điều khiển chủ yếu của tàu là hướng và tốc độ chuyển động, các đối tượng này được tính toán từ mô hình tàu thủy với các công thức chuyển động, với các hệ số thủy động lực học đã biết. Trong đó, mô hình tàu và các bộ điều khiển vận tốc, điều khiển hướng sẽ được mô phỏng dưới nhiều điều kiện nhiễu khác nhau của môi trường. Với kết quả mô phỏng đầy đủ của cả hệ thống, đáp ứng vị trí của tàu có giá trị trung bình sai số tuyệt đối so với quỹ đạo tham chiếu nhỏ nhất là 0.253m với tổng độ dài quỹ đạo tham chiếu là 122.8m. Từ đó có cơ sở để so sánh và đánh giá tính hiệu quả, ổn định của hệ thống cũng như những vấn đề còn hạn chế để có hướng tối ưu và khắc phục trong tương lai.