Thiết kế bộ điều khiển ổn định động cho USV thiếu cơ cấu chấp hành
Từ khóa:
Dynamic positioning control, Adaptive hierarchical sliding mode control, USVTóm 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.
Tài liệu tham khảo
Alejandro G G, Ivana C G, David B A and Leonardo G, “Control of an Unmanned surface Vehicle Based on Adaptive Dynamic Programming and Deep Reinforcement Learning” 2020 Proc. Int. Conf on Deep Learning Technologies. 4th (ICDLT 2020) p 118-122.
Wilhelm B. Klinger, Ivan R. Bertaska, Member, Karl D. von Ellenrieder, Senior Member, and M. R. Dhanak, “ Control of an Unmanned Surface Vehicle with Uncertain Displacement and Drag,” J of Oceanic Engineering, Vol. 42. (2017), pp. 458 - 476
Zaopeng Dong, Lei Wan, Yueming Li, Tao Liu and Guocheng Zhang, “Trajectory tracking control of underactuated USV based on modified backstepping approach,” Int. J. Nav. Archit. Ocean Eng. (2015) pp. 817- 832.
Tao Liu, Zaopeng Dong, Hongwang Du, Lifei Song, Yunsheng Mao, “Path Following Control of the Underactuated USV Based On the Improved Line-of-Sight Guidance Algorithm”, POLISH MARITIME RESEARCH 1 (93) Vol. 24. (2017), pp. 3-11
Arvind Pereira, Jnaneshwar Das, and Gaurav S. Sukhatme, “An Experimental Study of Station Keeping on an Underactuated ASV,” Proc. of IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, Sept, 22-26, Nice, France (2008)
Yao Zou, “Nonlinear robust adaptive hierarchical sliding mode control approach for quadrotors”, Int. J. Robust Nonlinear Control, Vol. 27. (2016), pp. 925-941
Long Chen, Hai Wang, Yunzhi Huang, Zhaowu Ping, Ming Yu, Xuefeng Zheng, Mao Ye, Youhao Hu, “Robust hierarchical sliding mode control of a two-wheeled self-balancing vehicle using perturbation estimation”, J. Mechanical Systems and Signal Processing, Vol 139, May 2020.
Wei Liu, Si-yi Chen and Hui-xian Huang “Double Closed-loop Integral Terminal Sliding Mode for a Class of Underactuated Systems Based on Sliding Mode Observer”, Int. J of Control, Automation and Systems, Vol. 18. (2020) pp 339–350
T.K. Nguyen, Th.Tr. Le, and C.X. Nguyen “Reduce energy loss with dynamic positioning controller for USV based on Hierarchical Sliding Mode Control”, Int Conf of Energy Efficiency and Energy Saving in Technical Systems, May 27-28, Rostov-on-Don, Russia (2021).
Ciuca I. and Ware J. “Layered neural networks as universal approximators”, Proc. of International Conference, 5th Computational Intelligence theory and Applications, (1997) pp. 411-415
Cotter N. E. “The Stone-Weierstrass theorem and its application to neural networks”, IEEE Transactions on Neural Networks, Vol. 1, (1990) pp. 290-295.
