Tóm tắt luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu hệ thống điều khiển phi tuyến bền vững cho cần trục container đặt trên phao nổi

Luận án tiến sĩ này tập trung vào việc nghiên cứu và phát triển hệ thống điều khiển phi tuyến bền vững cho cần trục container đặt trên phao nổi, một yếu tố quan trọng trong mô hình cảng di động. Cảng di động được xem là giải pháp tiềm năng cho việc xếp dỡ hàng hóa tại các cảng có hạn chế về độ sâu và cơ sở hạ tầng. Nghiên cứu này hướng đến việc xây dựng các thuật toán điều khiển mới, góp phần nâng cao hiệu quả và an toàn trong quá trình vận hành cần trục container trên biển, chịu tác động của sóng và gió.

Nghiên cứu này hướng đến các kỹ sư, nhà nghiên cứu trong lĩnh vực điều khiển tự động, kỹ thuật cơ khí động lực và khai thác cảng biển, đặc biệt là những người quan tâm đến việc phát triển và ứng dụng các hệ thống điều khiển tiên tiến cho thiết bị xếp dỡ container trên biển.

Luận án này trình bày các nghiên cứu về hệ thống điều khiển phi tuyến bền vững cho cần trục container đặt trên phao nổi, nhằm giải quyết các thách thức trong việc xếp dỡ hàng hóa tại các cảng có cơ sở hạ tầng hạn chế.

1. **Mô hình hóa và Phân tích Động lực học:**
- Xây dựng mô hình động lực học của hệ thống cần trục container đặt trên phao nổi, bao gồm các yếu tố như kích động của sóng biển, tải trọng gió, và đàn hồi của cáp nâng. Mô hình này là cơ sở cho việc thiết kế các thuật toán điều khiển.

2. **Phát triển Thuật toán Điều khiển Phi tuyến Bền vững:**
- Xây dựng ba thuật toán điều khiển phi tuyến bền vững: Điều khiển trượt bậc hai (SOSMC), Điều khiển trượt bậc hai tích hợp mạng nơ-ron (NN-SOSMC), và Điều khiển trượt bậc hai tích hợp bộ quan sát (OB-SOSMC). Các thuật toán này được thiết kế để đảm bảo tính ổn định và hiệu suất của hệ thống trong điều kiện có nhiễu và bất định.

3. **Mô phỏng và Đánh giá:**
- Sử dụng MATLAB/Simulink để mô phỏng và đánh giá hiệu quả của các thuật toán điều khiển. Kết quả mô phỏng cho thấy các thuật toán có khả năng dẫn động cơ cấu chính xác, giảm thiểu lắc hàng, và ổn định hệ thống dưới tác động của sóng biển và gió.

4. **Thực nghiệm Kiểm chứng:**
- Xây dựng mô hình thực nghiệm để kiểm chứng các thuật toán điều khiển trong môi trường phòng thí nghiệm. Kết quả thực nghiệm cho thấy tính khả thi và hiệu quả của các thuật toán trong điều kiện thực tế.

5. **Đóng góp Mới:**
- Xây dựng thành công ba thuật toán điều khiển tiên tiến cho cần trục container đặt trên phao nổi, có khả năng chống chịu kích động của sóng biển. Các thuật toán này có tính bền vững cao và khả năng thích nghi với các thay đổi của môi trường.
- Đề xuất phương pháp sử dụng bộ quan sát trạng thái để ước lượng vận tốc dịch chuyển của các cơ cấu, giúp giảm chi phí chế tạo hệ thống điều khiển.
- Kết quả nghiên cứu này có thể được áp dụng trong việc thiết kế và chế tạo cần trục container đặt trên phao nổi, góp phần nâng cao hiệu quả và an toàn trong hoạt động xếp dỡ container tại các cảng biển Việt Nam.