Trang chủ
- Giảm 10% phí tải tài liệu khi like và share website
- Tặng 1 bộ slide thuyết trình khi tải tài liệu
- Giảm 5% dịch vụ viết thuê luận văn thạc sĩ của Luận Văn A-Z
- Giảm 2% dịch vụ viết thuê luận án tiến sĩ của Luận Văn A-Z
Nghiên cứu phát triển hệ thống mô phỏng chuyển động tàu thuỷ với sàn treo ba bậc tự do ứng dụng thuật toán điều khiển hiện đại
100.000 VNĐ
Luận án nghiên cứu và phát triển thuật toán điều khiển hiện đại nhằm cải thiện chất lượng hệ thống mô phỏng chuyển động tàu thuỷ có tích hợp sàn treo ba bậc tự do, phục vụ đào tạo, huấn luyện ngành hàng hải. Mục tiêu cụ thể gồm xây dựng hệ thống mô phỏng chuyển động tàu thủy với buồng lái kích thước 2.4×2.4m, cao 1.75m, khối lượng 1300kg, trang bị đầy đủ các thiết bị như Radar/ARPA, ECDIS, Conning và nội thất, gắn trên sàn chuyển động ba bậc tự do. Luận án tập trung xây dựng thuật toán điều khiển trên bộ điều khiển logic khả trình PLC để điều khiển tổ hợp DRIVE/SERVO, tạo chuyển động 3 trục tự do mô phỏng theo mô hình 3D. Luận án tích hợp hệ thống mô phỏng 3D động học tàu thuỷ với sàn treo, ứng dụng trí tuệ nhân tạo AI dạng mạng nơ ron nhân tạo để tăng độ chính xác và giảm thời gian trễ đồng bộ giữa hình ảnh và chuyển động vật lý. Các phương pháp nghiên cứu bao gồm phân tích, tổng hợp lý thuyết, mô phỏng, thống kê dữ liệu và thực nghiệm. Luận án có đóng góp mới là phân tách cấu trúc điều khiển sàn treo thành khối dự báo góc quay và khối điều khiển vị trí, từ đó hoàn thiện cơ sở lý thuyết của thuật toán dự báo góc quay bằng mạng nơron nhân tạo.
1. Thông tin Luận án
- Tên Luận án: Nghiên cứu phát triển hệ thống mô phỏng chuyển động tàu thuỷ với sàn treo ba bậc tự do ứng dụng thuật toán điều khiển hiện đại.
- Tác giả: Trương Công Mỹ
- Số trang file pdf: 148
- Năm: 2023
- Nơi xuất bản: Đại học Hàng hải Việt Nam
- Chuyên ngành học: Không được đề cập trong văn bản.
- Từ khoá: Mô phỏng hàng hải, sàn treo 3 bậc tự do, thuật toán điều khiển, mạng nơron nhân tạo, PLC, động cơ servo.
2. Nội dung chính
Luận án này tập trung vào việc nghiên cứu và phát triển một hệ thống mô phỏng chuyển động tàu thủy tiên tiến, đặc biệt chú trọng vào việc tích hợp sàn treo ba bậc tự do (3DOF) sử dụng các thuật toán điều khiển hiện đại. Mục tiêu chính là nâng cao chất lượng đào tạo, huấn luyện cho sinh viên, học viên ngành hàng hải, giúp giảm thiểu tai nạn trên biển và giảm chi phí so với huấn luyện trên tàu thật. Luận án đi từ việc xây dựng mô hình toán học chi tiết về chuyển động của tàu thủy, bao gồm cả 6 bậc tự do và các yếu tố môi trường tác động, đến việc mô phỏng 3D môi trường hoạt động của tàu và cuối cùng là thiết kế, chế tạo và điều khiển sàn treo 3DOF.
Luận án tiến hành xây dựng hệ thống mô phỏng chuyển động tàu thủy trên phần mềm Unity3D, một công cụ mạnh mẽ cho phép tạo ra môi trường 3D tương tác cao. Trong môi trường này, các mô hình tàu thủy được thiết kế chi tiết, bao gồm cả các yếu tố động lực học như lực nổi, lực cản, lực đẩy từ chân vịt và bánh lái, cũng như tác động của môi trường như sóng, gió, và dòng chảy. Mục đích là tạo ra một mô phỏng chân thực nhất về chuyển động của tàu, giúp người dùng có cảm giác như đang điều khiển một con tàu thực sự. Bên cạnh đó, hệ thống còn bao gồm các thiết bị mô phỏng khác như radar, hải đồ điện tử ECDIS và các hệ thống điều khiển máy lái, máy chính nhằm tăng cường tính toàn diện cho quá trình huấn luyện.
Một phần quan trọng của luận án là việc nghiên cứu và xây dựng mô hình sàn treo 3DOF. Hệ thống này sử dụng ba động cơ servo để điều khiển các chuyển động lắc ngang, lắc dọc và trượt đứng, mô phỏng chính xác các chuyển động của tàu thủy trên biển. Các thuật toán điều khiển được xây dựng trên bộ điều khiển logic khả trình (PLC) và được điều khiển thông qua tổ hợp Drive/Servo, đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy của hệ thống. Để tối ưu hóa hiệu suất của hệ thống, luận án nghiên cứu kỹ về động học ngược, động học thuận và ứng dụng thuật giải lặp Newton-Raphson. Mục tiêu là giảm thiểu độ trễ và sai số giữa hình ảnh mô phỏng 3D và chuyển động thực tế của sàn treo.
Cuối cùng, luận án đi sâu vào việc ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI), đặc biệt là mạng nơron nhân tạo (ANN) dạng MLP, để cải thiện chất lượng điều khiển sàn treo. Mạng nơron được huấn luyện bằng dữ liệu thu thập được từ các mô phỏng trước đó và có khả năng dự báo quỹ đạo chuyển động của tàu, giúp sàn treo phản ứng nhanh hơn và chính xác hơn. Kết quả cho thấy rằng việc tích hợp mạng nơron giúp giảm độ trễ và tăng độ chính xác của hệ thống, mang lại trải nghiệm huấn luyện thực tế và hiệu quả hơn. Luận án cũng đề xuất cấu trúc điều khiển sàn treo, thiết kế các giao diện kết nối dữ liệu giữa PLC và các thiết bị ngoại vi, và xây dựng bàn điều khiển control console để hoàn thiện hệ thống mô phỏng.
