NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG HỆ THỐNG THỬ NGHIỆM SỐ (DIGITAL TESTBED) PHỤC VỤ NGHIÊN CỨU ĐIỀU KHIỂN, TÁC ĐỘNG MÔI TRƯỜNG VÀ ĐỘNG LỰC HỌC TÀU THỦY

Tóm tắt

Trong lĩnh vực điều khiển chuyển động tàu thủy, đã có nhiều công trình nghiên cứu chuyên sâu về mô hình động lực học tàu thủy, các thuật toán điều khiển tự động và tác động của môi trường biển đến chuyển động của con tàu. Đây là ba lĩnh vực nghiên cứu khác nhau nhưng có sự kết nối, sử dụng kết quả của nhau. Bài báo đề xuất Hệ thống thử nghiệm số (Digital Testbed) nhằm tạo cầu nối giữa các nghiên cứu nói trên, phục vụ công tác nghiên cứu, so sánh và đánh giá trong nghiên cứu điều khiển, tác động môi trường và động lực học tàu thủy. Digital Testbed được triển khai trong môi trường MATLAB/Simulink với kiến trúc mô-đun, cho phép kết nối linh hoạt giữa mô hình tàu thủy, mô hình tác động môi trường và các bộ điều khiển khác nhau. Phần thực nghiệm trong bài báo sử dụng một số mô hình tàu do Fossen đề xuất được điều khiển bởi các máy lái PID và Fuzzy Logic nhằm minh họa khả năng ứng dụng của hệ thống thử nghiệm số. 

Abstract

In the field of ship motion control, numerous studies have been conducted on ship dynamic modeling, automatic control algorithms, and the effects of the marine environment on vessel motion. These represent three distinct research areas; however, they are closely interconnected and make use of each other’s results.

This paper proposes a Digital Testbed system to serve as a bridge between these research domains, supporting research, comparison, and evaluation in studies of ship control, environmental disturbances, and ship dynamics. The Digital Testbed is implemented in the MATLAB/Simulink environment with a modular architecture, enabling flexible integration between ship models, environmental disturbance models, and different control algorithms.

The experimental section of the paper employs several ship models proposed by Fossen, controlled by PID and Fuzzy Logic autopilots, in order to demonstrate the applicability of the proposed digital testing system.

Keywords: Digital Testbed, Marine autopilot, Ship dynamics modeling, MATLAB/Simulink.