Bài viết đề xuất bộ điều khiển ổn định động cho phương tiện nổi tự hành USV (Unmanned Surface Vehicle) với mô hình thiếu cơ cấu chấp hành. Bộ điều khiển được thiết kế dựa trên phương pháp trượt tầng, mạng nơ ron nhân tạo được sử dụng để xấp xỉ khi ta xét đến vấn đề mô hình của hệ thống bị thay đổi cũng như các nhiễu bất định tác động trong quá trình hoạt động. | Kỹ thuật Điện tử - Tự động hóa THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN ỔN ĐỊNH ĐỘNG CHO USV THIẾU CƠ CẤU CHẤP HÀNH Nguyễn Khắc Tuấn1 Lê Trần Thắng2 Tóm tắt Trong bài báo này chúng tôi đã đề xuất bộ điều khiển ổn định động cho phương tiện nổi tự hành USV Unmanned Surface Vehicle với mô hình thiếu cơ cấu chấp hành. Bộ điều khiển được thiết kế dựa trên phương pháp trượt tầng mạng nơ ron nhân tạo được sử dụng để xấp xỉ khi ta xét đến vấn đề mô hình của hệ thống bị thay đổi cũng như các nhiễu bất định tác động trong quá trình hoạt động. Tính ổn định của bộ điều khiển được chứng minh dựa trên phương pháp hàm Lyapunov đồng thời thực hiện mô phỏng hệ thống trên phần mềm Matlab cho kết quả điều khiển có chất lượng tốt bền vững khi có các nhiễu môi trường tác động lên USV. Từ khóa Dynamic positioning control Adaptive hierarchical sliding mode control USV. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Diện tích mặt nước chiếm khoảng 71 diện tích bề mặt trên trái đất. Do đó nhu cầu về các phương tiện vận chuyển thi công xây dựng cứu hộ cứu nạn thám hiểm thăm dò và phục vụ quân sự . hoạt động trên và dưới mặt nước là rất lớn. Trong những năm gần đây vấn đề điều khiển cho các phương tiện tự hành trên mặt nước USV thu hút được rất nhiều sự quan tâm của các nhà khoa học. Điều khiển USV là một thách thức lớn đối với các nhà nghiên cứu bởi tính phi tuyến mạnh và phức tạp của bản thân tàu cũng như môi trường hoạt động. Đã có một số nghiên cứu về điều khiển tuyến tính phi tuyến đối với tàu thuyền và các phương tiện mặt nước không người lái trong các công trình 1 2 . Trong bài báo 3 đã thiết kế bộ điều khiển cho USV sử dụng phương pháp Backstepping. Bộ điều khiển bám theo quỹ đạo dựa trên thuật toán Line-of- Sight được trình bày trong 4 . Phương pháp này dựa trên vị trí hiện tại vận tốc của tàu và một khoảng ngắm xác định trước để đưa ra góc hướng mũi tàu phù hợp để chuyển động của tàu bám theo một quỹ đạo xây dựng trước. Thuật toán Line-of-Sight cũng được áp dụng trong 5 nhưng với mục tiêu điều khiển ổn định động cho USV. Tuy .
