Đăng nhập để tải tài liệu không giới hạn
Tham gia 8.000+ người dùng Thư Viện Luận Án
Đang tải tài liệu...
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
Khoa học hàng hải
Luận án này tập trung giải quyết nhu cầu cấp thiết về hệ thống mô phỏng chuyển động tàu thủy cho đào tạo và huấn luyện trong ngành hàng hải, đặc biệt trong bối cảnh phát triển mạnh mẽ của công nghệ 4.0. Các phương pháp đào tạo truyền thống trên thiết bị thật tốn kém, rủi ro và thiếu an toàn. Các hệ thống mô phỏng hiện có còn tồn tại những hạn chế về chất lượng điều khiển, độ trung thực hình ảnh và độ trễ đồng bộ dữ liệu (lên đến 1200ms), làm giảm tính chính xác và cảm nhận thực tế.
Mục tiêu tổng quát của luận án là nghiên cứu và phát triển các thuật toán điều khiển hiện đại nhằm nâng cao chất lượng hệ thống mô phỏng chuyển động tàu thủy tích hợp sàn treo ba bậc tự do, phục vụ đào tạo, huấn luyện thuyền viên, góp phần giảm thiểu tai nạn trên biển và chi phí. Cụ thể, luận án đã xây dựng hệ thống mô phỏng buồng lái tàu hiện đại trên sàn Stewart platform 3 bậc tự do, triển khai thuật toán điều khiển trên bộ điều khiển logic khả trình (PLC) để tạo chuyển động 3 trục, và tích hợp trí tuệ nhân tạo (AI) dạng mạng nơ ron nhân tạo (ANN) để tăng độ chính xác, giảm thời gian trễ đồng bộ giữa hình ảnh và chuyển động vật lý.
Các kết quả đạt được bao gồm việc đề xuất mô hình toán học đầy đủ về động lực học tàu thủy 6 bậc tự do và các yếu tố môi trường, ứng dụng phần mềm Unity3D để mô phỏng chuyển động tàu thủy thành công. Luận án cũng đã xây dựng bộ điều khiển bám tín hiệu chuyển động của tàu mô phỏng 3D bằng mô hình động học ngược chính xác, kiểm chứng bằng mô hình động học thuận (Newton-Raphson), đồng thời đề xuất các phương án ghép nối PLC và Drive/Servo. Đặc biệt, luận án đã nghiên cứu và xây dựng thành công mô hình vật lý sàn treo 3 bậc tự do dựa trên cấu trúc Stewart platform và thiết kế hệ thống dự báo sử dụng mạng nơ ron nhân tạo MLP, giúp giảm độ trễ điều khiển bám tín hiệu mô phỏng xuống còn khoảng 50-100ms, cải thiện đáng kể chất lượng điều khiển.
Tuy nhiên, các vấn đề còn tồn tại bao gồm độ chính xác và độ trễ của các thông số nghiêng, lắc, trượt đứng của sàn treo vẫn chưa được khắc phục hoàn toàn (sai số vượt 5%, độ trễ pha có lúc đạt 100ms, còn nhiễu). Dữ liệu thu thập cho mô hình vật lý chưa đủ lớn và việc tách lọc, lựa chọn dữ liệu mẫu cho MLP chưa tối ưu. Hướng khắc phục đề xuất là sử dụng bộ cảm biến chất lượng cao hơn và các thuật toán tối ưu để xử lý dữ liệu.
Tải không giới hạn tất cả tài liệu, không cần chờ. Chỉ từ 199.000đ/tháng.
Xem gói hội viên