I. Phương pháp điều khiển tàu thủy
Luận án tập trung vào việc xây dựng phương pháp điều khiển thích nghi tối ưu cho hệ lái tàu thủy. Phương pháp này dựa trên nền tảng tối ưu hóa điều khiển và công nghệ điều khiển tàu thủy hiện đại. Mục tiêu chính là nâng cao hiệu suất và độ chính xác của hệ thống lái tự động, đặc biệt trong điều kiện có nhiễu từ môi trường như sóng, gió, và dòng chảy. Luận án sử dụng hệ thống tự động hóa và kỹ thuật điều khiển tiên tiến để đảm bảo tính ổn định và hiệu quả của hệ thống.
1.1. Tổng quan về hệ thống lái tàu thủy
Hệ thống lái tàu thủy là một hệ thống phức tạp, bao gồm các thành phần như hệ thống lái tự động, hệ thống điều khiển thông minh, và hệ thống tối ưu hóa hiệu suất tàu thủy. Luận án phân tích các mô hình động lực học của tàu thủy, bao gồm mô hình động lực học tổng quát và mô hình động lực học ba bậc tự do. Các mô hình này được sử dụng để thiết kế các bộ điều khiển tối ưu, đảm bảo tính ổn định và hiệu quả trong các điều kiện hoạt động khác nhau.
1.2. Phương pháp điều khiển thích nghi
Phương pháp điều khiển thích nghi được đề xuất trong luận án dựa trên giải thuật quy hoạch động thích nghi (ADP). Phương pháp này sử dụng mạng nơ-ron để xấp xỉ các hàm giá trị và luật điều khiển tối ưu. Cấu trúc điều khiển bao gồm mạng actor và mạng critic, giúp tối ưu hóa quá trình điều khiển và đảm bảo tính ổn định của hệ thống. Phương pháp này được đánh giá thông qua các mô phỏng và thử nghiệm thực tế, cho thấy hiệu quả vượt trội so với các phương pháp truyền thống.
II. Tối ưu hóa hệ thống lái tàu thủy
Luận án đề xuất các phương pháp tối ưu hóa hệ thống lái để nâng cao hiệu suất và độ chính xác của hệ thống. Các phương pháp này bao gồm tối ưu hóa điều khiển và tối ưu hóa hiệu suất tàu thủy, được thực hiện thông qua các giải thuật tiên tiến như ADP và off-policy IRL. Các phương pháp này giúp giảm thiểu năng lượng tiêu thụ và đảm bảo tính ổn định của hệ thống trong các điều kiện hoạt động khác nhau.
2.1. Tối ưu hóa điều khiển
Phương pháp tối ưu hóa điều khiển được thực hiện thông qua việc giải các phương trình Hamilton-Jacobi-Bellman (HJB) và Hamilton-Jacobi-Isaacs (HJI). Các phương trình này được giải bằng cách sử dụng mạng nơ-ron và giải thuật ADP, giúp tìm ra các luật điều khiển tối ưu. Kết quả mô phỏng cho thấy, phương pháp này giúp cải thiện đáng kể độ chính xác và tính ổn định của hệ thống lái tàu thủy.
2.2. Tối ưu hóa hiệu suất tàu thủy
Luận án cũng đề xuất các phương pháp tối ưu hóa hiệu suất tàu thủy thông qua việc giảm thiểu năng lượng tiêu thụ và tối ưu hóa quá trình điều khiển. Các phương pháp này được thực hiện thông qua việc sử dụng hệ thống điều khiển thông minh và hệ thống tự động hóa, giúp nâng cao hiệu suất và độ bền của hệ thống. Kết quả thử nghiệm cho thấy, các phương pháp này giúp giảm thiểu đáng kể năng lượng tiêu thụ và cải thiện hiệu suất tổng thể của tàu thủy.
III. Ứng dụng thực tiễn và đánh giá
Luận án đánh giá hiệu quả của các phương pháp đề xuất thông qua các mô phỏng và thử nghiệm thực tế. Các kết quả cho thấy, các phương pháp điều khiển thích nghi tối ưu và tối ưu hóa hệ thống lái giúp cải thiện đáng kể độ chính xác và tính ổn định của hệ thống. Các phương pháp này cũng giúp giảm thiểu năng lượng tiêu thụ và nâng cao hiệu suất tổng thể của tàu thủy, đáp ứng các yêu cầu thực tiễn trong ngành hàng hải.
3.1. Mô phỏng và thử nghiệm
Các phương pháp đề xuất được đánh giá thông qua các mô phỏng trên phần mềm Matlab. Kết quả mô phỏng cho thấy, các phương pháp điều khiển thích nghi tối ưu và tối ưu hóa hệ thống lái giúp cải thiện đáng kể độ chính xác và tính ổn định của hệ thống. Các phương pháp này cũng giúp giảm thiểu năng lượng tiêu thụ và nâng cao hiệu suất tổng thể của tàu thủy.
3.2. Đánh giá thực tiễn
Luận án cũng đánh giá hiệu quả của các phương pháp đề xuất thông qua các thử nghiệm thực tế. Các kết quả cho thấy, các phương pháp điều khiển thích nghi tối ưu và tối ưu hóa hệ thống lái giúp cải thiện đáng kể độ chính xác và tính ổn định của hệ thống. Các phương pháp này cũng giúp giảm thiểu năng lượng tiêu thụ và nâng cao hiệu suất tổng thể của tàu thủy, đáp ứng các yêu cầu thực tiễn trong ngành hàng hải.
