I. Tối ưu hóa dòng năng lượng
Tối ưu hóa dòng năng lượng là trọng tâm của luận án, tập trung vào việc điều khiển và giảm thiểu năng lượng dao động trong các hệ thống cơ học. Phương pháp này sử dụng hệ Port-Controlled Hamiltonian (PCH) để mô tả và điều khiển các hệ thống động lực. Luận án đề xuất các giải pháp tối ưu hóa dựa trên dòng năng lượng, bao gồm cả điều khiển thụ động và bán chủ động. Các kết quả nghiên cứu cho thấy hiệu quả trong việc giảm thiểu dao động và tối ưu hóa năng lượng tiêu tán trong hệ thống.
1.1. Phương pháp tối ưu hóa hệ thống
Luận án sử dụng hệ PCH để mô hình hóa và tối ưu hóa các hệ thống cơ học. Phương pháp này dựa trên việc phân tích dòng năng lượng và tìm ra các tham số tối ưu để giảm thiểu dao động. Các thuật toán điều khiển bán chủ động được đề xuất nhằm điều chỉnh độ cản và độ cứng của hệ thống một cách linh hoạt, giúp tối ưu hóa năng lượng tiêu tán mà không cần đưa thêm năng lượng vào hệ.
1.2. Ứng dụng trong kỹ thuật cơ khí
Các kết quả nghiên cứu được áp dụng trong kỹ thuật cơ khí, đặc biệt là trong các hệ thống như bộ cách ly dao động, hệ thống treo ô tô, và bộ giảm chấn khối lượng. Các giải pháp tối ưu hóa giúp cải thiện hiệu suất và độ bền của các hệ thống này, đồng thời giảm thiểu tác động của dao động có hại.
II. Dao động và điều khiển hệ thống
Dao động là hiện tượng phổ biến trong các hệ thống cơ học, gây ảnh hưởng đến độ bền và hiệu suất làm việc. Luận án tập trung vào việc điều khiển dao động thông qua các phương pháp thụ động và bán chủ động. Các phương pháp này không chỉ giảm thiểu dao động mà còn tối ưu hóa dòng năng lượng trong hệ thống.
2.1. Điều khiển thụ động và bán chủ động
Điều khiển thụ động sử dụng các thiết bị như lò xo và bộ giảm chấn để giảm dao động mà không cần năng lượng bổ sung. Điều khiển bán chủ động kết hợp các thiết bị thụ động với các thuật toán điều khiển để điều chỉnh độ cản và độ cứng một cách linh hoạt, giúp tối ưu hóa hiệu quả giảm dao động.
2.2. Phân tích dòng năng lượng
Phương pháp phân tích dòng năng lượng được sử dụng để đánh giá hiệu quả của các phương pháp điều khiển. Các phương trình cân bằng năng lượng giúp xác định năng lượng tiêu tán và năng lượng truyền trong hệ thống, từ đó tối ưu hóa các tham số điều khiển.
III. Hệ Port Controlled Hamiltonian
Hệ Port-Controlled Hamiltonian (PCH) là công cụ chính được sử dụng trong luận án để mô tả và điều khiển các hệ thống động lực. Hệ PCH cung cấp một cách tiếp cận tổng quát để phân tích và tối ưu hóa dòng năng lượng trong các hệ thống cơ học.
3.1. Mô hình hóa hệ thống
Luận án sử dụng hệ PCH để mô hình hóa các hệ thống như bộ cách ly dao động, hệ thống treo ô tô, và bộ giảm chấn khối lượng. Các phương trình động lực học được chuyển đổi thành dạng PCH, giúp dễ dàng phân tích và tối ưu hóa dòng năng lượng.
3.2. Tối ưu hóa tham số
Các tham số của hệ thống như độ cản và độ cứng được tối ưu hóa dựa trên hệ PCH. Các thuật toán điều khiển bán chủ động được đề xuất để điều chỉnh các tham số này một cách linh hoạt, giúp tối ưu hóa hiệu quả giảm dao động và năng lượng tiêu tán.
IV. Ứng dụng thực tiễn
Luận án không chỉ tập trung vào lý thuyết mà còn đề xuất các ứng dụng thực tiễn trong kỹ thuật cơ khí. Các giải pháp tối ưu hóa dòng năng lượng được áp dụng trong các hệ thống như bộ cách ly dao động, hệ thống treo ô tô, và bộ giảm chấn khối lượng, giúp cải thiện hiệu suất và độ bền của các hệ thống này.
4.1. Bộ cách ly dao động
Các giải pháp tối ưu hóa dòng năng lượng được áp dụng trong bộ cách ly dao động, giúp giảm thiểu dao động và tối ưu hóa năng lượng tiêu tán. Các thuật toán điều khiển bán chủ động được đề xuất để điều chỉnh độ cản và độ cứng một cách linh hoạt.
4.2. Hệ thống treo ô tô
Luận án đề xuất các giải pháp tối ưu hóa dòng năng lượng trong hệ thống treo ô tô, giúp cải thiện độ êm ái và ổn định của xe. Các thuật toán điều khiển bán chủ động được sử dụng để điều chỉnh độ cản và độ cứng của hệ thống treo.
