intTypePromotion=1

Ứng dụng thuật toán lập trình bậc hai tuần tự trong tối ưu hóa mô phỏng chuyển động tàu

Chia sẻ: ViBoruto2711 ViBoruto2711 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

0
14
lượt xem
0
download

Ứng dụng thuật toán lập trình bậc hai tuần tự trong tối ưu hóa mô phỏng chuyển động tàu

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết giới thiệu quy trình lập trình dựa trên ứng dụng phương pháp tối ưu hóa đơn mục tiêu để tối ưu hóa các thành phần chuyển động của tàu từ số liệu thực nghiệm của các phép thử tàu điển hình: phép thử quay vòng (Turning Circle), phép thử dích dắc (Zigzag).

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Ứng dụng thuật toán lập trình bậc hai tuần tự trong tối ưu hóa mô phỏng chuyển động tàu

CHÚC MỪNG NĂM MỚI 2019<br /> <br /> ỨNG DỤNG THUẬT TOÁN LẬP TRÌNH BẬC HAI TUẦN TỰ TRONG TỐI ƯU<br /> HÓA MÔ PHỎNG CHUYỂN ĐỘNG TÀU<br /> APPLICATION OF SEQUENTIAL QUADRATIC PROGRAMMING ALGORITHM<br /> FOR SHIP MOTION SIMULATION OPTIMIZATION<br /> TRẦN KHÁNH TOÀN<br /> Khoa Công trình, Trường Đại học Hàng hải Việt Nam<br /> Email liên hệ: toantk.ctt@vimaru.edu.vn<br /> Tóm tắt<br /> Trong bài báo này, tác giả giới thiệu qui trình lập trình dựa trên ứng dụng phương pháp tối<br /> ưu hóa đơn mục tiêu để tối ưu hóa các thành phần chuyển động của tàu từ số liệu thực<br /> nghiệm của các phép thử tàu điển hình: phép thử quay vòng (Turning Circle), phép thử dích<br /> dắc (Zigzag). Qui trình này được kết hợp giữa mô hình mô phỏng chuyển động tàu và mô<br /> hình toán ứng dụng phương pháp tối ưu hóa đơn mục tiêu. Dựa trên thuật toán được đề xuất<br /> áp dụng là lập trình bậc hai tuần tự đã lập trình mô phỏng và tối ưu hóa để xác định các<br /> tham số thủy động lực học tối ưu của tàu, từ đó tính toán tối ưu của các thành phần chuyển<br /> động tàu như vị trí tàu, hướng đi của tàu, vận tốc dọc tàu, vận tốc ngang tàu,…<br /> Từ khóa: Tối ưu hóa đơn mục tiêu, thuật toán SQP, mô phỏng chuyển động tàu, hệ số thủy động<br /> lực học tàu, phép thử quay vòng, phép thử dích dắc.<br /> Abtracts<br /> In this paper, a numerical procedure based on the application of single objective optimization is<br /> proposed to optimize the ship motion components by using the experimental data of Turning<br /> Circle and Zigzag tests. This procedure is coupled between the ship motion simulation model<br /> and single objective optimization mathematical model. Based on the Sequential Quadratic<br /> Programming algorithm, a numerical simulation and optimization model is carried out to<br /> determine the optimal ship hydrodynamic coefficients and the optimal of ship motion components<br /> such as position, heading angle, longitudinal velocity, lateral velocity, etc.<br /> Keywords: Single objective optimization, SQP algorithms, ship motion simulation, ship hydrodynamic<br /> coefficient, Turning Circle, Zigzag.<br /> 1. Giới thiệu chung<br /> Trong lập trình mô phỏng quĩ đạo tàu, thường kết quả mô phỏng có sự sai khác so với kết<br /> quả đo thực nghiệm, ảnh hưởng tới độ chính xác và độ tin cậy của các hệ thống mô phỏng hàng<br /> hải. Nguyên nhân của sự sai khác này có thể là do các tác động gây nhiễu của môi trường (sóng,<br /> gió, dòng chảy, tương tác,..) chưa được tính toán đến trong mô hình toán lập trình mô phỏng, hoặc<br /> có thể do các hệ số trong hệ phương trình chuyển động tàu chưa đạt đến giá trị tối ưu,… Xuất phát<br /> từ thực tế đó, trên cơ sở áp dụng thuật toán tối ưu hóa đơn mục tiêu, tác giả đã tính toán, lập trình<br /> mô phỏng chuyển động tàu và xác định các thành phần chuyển động tối ưu của tàu dựa trên nguyên<br /> tắc cực tiểu hóa giá trị sai lệch về vị trí tàu và các thông số chuyển động tàu giữa dữ liệu mô phỏng<br /> và dữ liệu thực nghiệm, xác định giá trị tối ưu của các hệ số thủy động lực học trong hệ phương<br /> trình chuyển động tàu. Kết quả nghiên cứu đạt được dựa trên việc áp dụng các phương pháp nghiên<br /> cứu lý thuyết, phương pháp lập trình mô phỏng, phương pháp phân tích độ nhạy và phương pháp<br /> tối ưu hóa.<br /> 2. Mô hình toán chuyển động của tàu<br /> Mô hình toán chuyển động tàu xét cho tàu chuyển động trên mặt nước với 3 bậc tự do (3<br /> DOF), gồm 3 thành phần chuyển động: chuyển động thẳng (surge), chuyển động ngang (sway) và<br /> chuyển động xoay/đảo mũi (yaw) như Hình 1.<br /> <br /> Hình 1. Hệ qui chiếu mô hình hóa chuyển động tàu<br /> <br /> Tạp chí khoa học Công nghệ Hàng hải<br /> <br /> Số 57 - 01/2019<br /> <br /> 45<br /> <br /> CHÚC MỪNG NĂM MỚI 2019<br /> Hệ gồm 3 phương trình chuyển động của tàu ở dạng không thứ nguyên được biểu diễn như sau<br /> [3, 4]:<br /> <br /> <br /> <br /> v  ur  gY " ; v  ur  gY " ; Lk Z"<br /> <br /> <br /> <br /> 2<br /> <br /> r  gLN "<br /> <br /> (1)<br /> <br /> Trong đó:<br /> u, v, r lần lượt là các thành phần vận tốc chuyển động thẳng, ngang và xoay của tàu;<br />
ADSENSE
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2