Bài viết này đề xuất một hệ thống điều khiển thích nghi để điều chỉnh tốc độ động cơ diesel tàu thủy dựa trên mạng nơ-ron xuyên tâm (RBF) và điều khiển đạo hàm-tích phân-tỷ lệ (PID). RBF được sử dụng để ước lượng động lực học phi tuyến của động cơ diesel, trong khi bộ điều khiển PID được thiết kế để điều chỉnh tốc độ động cơ.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Điều khiển PID tích hợp mạng nơ ron thích nghi cho tốc độ động cơ diesel tàu thủy TẠP CHÍ ISSN: 1859-316X KHOA HỌC CÔNG NGHỆ HÀNG HẢI KHOA HỌC - CÔNG NGHỆ JOURNAL OF MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY ĐIỀU KHIỂN PID TÍCH HỢP MẠNG NƠ-RON THÍCH NGHI CHO TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ DIESEL TÀU THỦY ADAPTIVE RADIAL-BASIS FUNCTION NEURAL NETWORK-BASED PID CONTROL FOR MARINE DIESEL ENGINE SPEED PHẠM VĂN TRIỆU1*, NGUYỄN VĂN GIÁP2,3 1 Khoa Máy tàu biển, Trường Đại học Hàng hải Việt Nam 2 Học viên cao học, Trường Đại học Hàng hải Việt Nam 3 Đoàn 871, Tổng cục Chính trị Quân đội nhân dân Việt Nam *Email liên hệ: phamvantrieu@vimaru.edu.vn Tóm tắt and disturbances inherent in the marine Bài báo này đề xuất một hệ thống điều khiển thích environment, such as changes in load demand and nghi để điều chỉnh tốc độ động cơ diesel tàu thủy sea conditions. The adaptive nature of the RBF dựa trên mạng nơ-ron xuyên tâm (RBF) và điều enables it to adapt to changes in the system khiển đạo hàm-tích phân-tỷ lệ (PID). RBF được dynamics, making the control system robust and sử dụng để ước lượng động lực học phi tuyến của able to maintain optimal performance over a wide động cơ diesel, trong khi bộ điều khiển PID được range of operating conditions. The effectiveness thiết kế để điều chỉnh tốc độ động cơ. Hệ thống of the proposed control system is demonstrated điều khiển được đề xuất có khả năng xử lý sự bất through simulations conducted using the định và nhiễu loạn vốn có trong môi trường biển, MATLAB-Simulink program. The results chẳng hạn như những thay đổi về tải và điều kiện demonstrate that the proposed adaptive neural làm việc. Khả năng thích nghi của RBF giúp bộ network integrated PID control system điều khiển thích ứng với những thay đổi động lực outperforms traditional PID control and other học của hệ thống, làm cho hệ thống điều khiển trở existing control strategies in terms of response nên bền vững và có thể duy trì hiệu suất tối ưu speed and robustness. trong nhiều điều kiện vận hành. Hiệu quả của hệ Keywords: Marine diesel engines, speed control, thống điều khiển đề xuất được thể hiện thông qua radial-basis function neural network (RBF), các mô phỏng được thực hiện bằng chương trình proportional-integral-derivative (PID) control, robust adaptive control. MATLAB-Simulink. Kết quả chứng minh rằng hệ thống điều khiển PID tích hợp mạng nơ-ron vượt trội hơn so với điều khiển PID truyền thống và các 1. Giới thiệu chiến lược điều khiển hiện có khác về khả năng Động cơ diesel đóng một vai trò quan trọng trong đáp ứng tốc độ và bền vững. hệ động lực của tàu thủy. Việc kiểm soát tốc độ của Từ khóa: Động cơ diesel tàu thủy, điều khiển tốc các động cơ là một nhiệm vụ đầy thách thức do đặc độ, mạng nơ-ron xuyên tâm (RBF), điều khiển đạo điểm phi tuyến, sự không chắc chắn và nhiễu tồn tại hàm-tích phân-tỷ lệ (PID), điều khiển thích nghi trong động lực học của động cơ. Phương pháp điều bền vững. khiển truyền thống như điều khiển đạo hàm-tích phân- Abstract tỷ lệ (PID) có thể không mang lại hiệu suất thỏa đáng This paper proposes an adaptive control system trong các điều kiện vận hành khác nhau. Do đó, ngày for regulating the speed of marine main diesel càng có nhiều mối quan tâm đến việc phát triển các hệ thống điều khiển tiên tiến cho các động cơ diesel tàu engines based on a radial-basis function neural thủy cỡ lớn [1, 2]. network (RBF) and proportional-integral- derivative (PID) control. The RBF is utilized to Trong những năm gần đây, mạng nơ-ron nhân tạo (ANN) được sử dụng nhiều trong thực tế, trong đó có approximate the nonlinear dynamics of the diesel việc thiết kế thuật toán điều khiển thông minh trong engine, while the PID controller is designed to dự báo hiệu suất của động cơ diesel tàu thủy [3, 4]. regulate the engine speed. The proposed control Một vài nghiên cứu sử dụng mạng nơ-ron để điều system is capable of handling the uncertainties khiển tốc độ động cơ diesel cỡ nhỏ [5, 6]. Các nghiên SỐ 75 (08-2023) 15 TẠP CHÍ ISSN: 1859-316X KHOA HỌC CÔNG NGHỆ HÀNG HẢI KHOA HỌC - CÔNG NGHỆ JOURNAL OF MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY cứu trên sử dụng mạng nơ-ron để nhận dạng và ước cấu trúc mạng nơ-ron xuyên tâm được tích hợp để lượng các thông số ngoại tuyến. Trong nghiên cứu của chỉnh định tự động tham số của bộ điều khiển này chúng tôi, việc sử dụng mạng RBF được ...
