Luận văn Ðiều khiển ổn định robot gắp sản phẩm trong môi truờng có dao động (bến cảng) (Phần 1)

Nội dung text: Luận văn Ðiều khiển ổn định robot gắp sản phẩm trong môi truờng có dao động (bến cảng) (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN THÁI DƯƠNG ÐIỀU KHIỂN ỔN ÐỊNH ROBOT GẮP SẢN PHẨM TRONG MÔI TRUỜNG CÓ DAO ÐỘNG (BẾN CẢNG) NGÀNH : KỸ THUẬT ÐIỆN TỬ - 60520203 S K C0 0 5 1 1 7 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10/2016
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN THÁI DƯƠNG ĐIỀU KHIỂN ỔN ĐỊNH ROBOT GẮP SẢN PHẨM TRONG MÔI TRƯỜNG CÓ DAO ĐỘNG (BẾN CẢNG) NGÀNH : KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - 60520203 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10/2016
3. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN THÁI DƯƠNG ĐIỀU KHIỂN ỔN ĐỊNH ROBOT GẮP SẢN PHẨM TRONG MÔI TRƯỜNG CÓ DAO ĐỘNG (BẾN CẢNG) NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - 60520203 Hướng dẫn khoa học : TS. NGÔ VĂN THUYÊN Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10/2016 i
4. LÝ LỊCH KHOA HỌC I. LÝ LỊCH SƠ LƯỢC: Họ & tên: Nguyễn Thái Dương Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 01/09/1992 Nơi sinh: Bình Định Quê quán: Bình Định Dân tộc: Kinh Chỗ ở riêng hoặc địa chỉ liên lạc: 219/4 Lê văn Chí, Thủ Đức, TP. HCM. Điện thoại nhà riêng: 0968774624 E-mail: Duongsky.spkt@gmail.com II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: 1. Đại học: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ 09/2010 đến 09/ 2014 Nơi học (trường, thành phố) : Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh Ngành học : Điện- Điện Tử Tên đồ án, luận án hoặc môn thi tốt nghiệp: THIẾT KẾ MÁY RỬA RAU QUẢ Ngày & nơi bảo vệ đồ án, luận án hoặc thi tốt nghiệp: 08/2014 Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh Giáo viên hướng dẫn: TS. Lê Chí Kiên III. QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC : Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm 2015-2016 Trường Cao Đẳng Nghề Thành Phố HCM Thỉnh giảng 2016 Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM Trợ giảng ii
5. LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tp. Hồ Chí Minh, ngày 01 tháng 10 năm 2016 Nguyễn Thái Dương iii
6. LỜI CẢM ƠN Tôi xin gửi lời cảm ơn tới TS. Ngô Văn Thuyên, thầy đã định hướng và hướng dẫn tận tình để em hoàn thành đề tài đúng tiến độ. Mặc dù rất cố gắng học hỏi, nghiêm túc nghiên cứu và nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy cô, bạn bè nhưng thời gian và kiến thức của tôi có hạn nên không thể tránh khỏi những sai sót. Tôi rất mong nhận được sự bổ sung và đóng góp từ quý thầy cô và các bạn. TP. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2016 Học viên Nguyễn Thái Dương iv
7. QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI (Em đính kèm sau – nhà trường phát) v
8. TÓM TẮT Hệ thống vận tải biển (bến cảng, ngoài khơi) như dầu, gas, hóa dầu, hóa chất là một ngành công nghiệp khá quan trọng. Hệ thống hoạt động trong điều kiện môi trường khắc nghiệt (chịu tác động của dao động sóng biển, dao động lắc lư của tàu, tác động của gió ). Như vậy, bài toán đặt ra là điều khiển hệ thống hoạt động ổn định, an toàn, hiệu quả trong điều kiện khắc nghiệt trên biển. Trong chuyên đề này tôi hướng đến điều khiển ổn định robot gắp sản phẩm trong môi trường có dao động (bến cảng) sử dụng cảm biến leap motion điều khiển real time cho robot ngoài khơi. Đề tài thực hiện mô phỏng và thi công mô hình thật. Kết quả đạt được của đề tài : Thi công thành công mô hình tạo dao động sóng biển. Robot có thể gắp vật chính xác trong điều kiện môi trường có dao động. Đề tài sử dụng thuật toán phân lớp listener và template matching để thu thập và xử lý dữ liệu thu được từ cảm biến leap motion (cảm biến thu về giá trị vận tốc, gia tốc, vị trí 3D X, Y, Z) chính xác gần 100%. Phương pháp tính phương trình động học cho robot là phương pháp DLS, LMA (tìm ma trận động học nghịch cho robot với khả năng hội tụ cao). Với bố cục gồm ba phần chính : 1. Tổng quan về Robot ngoài khơi : Tình hình nghiên cứu và ứng dụng của robot trong hoạt động ngoài khơi. Giới hạn và tầm quan trọng của đề tài. 2. Cơ sở lý thuyết : Phương pháp bù dao động, phương trình động học robot, thuật toán thu thập dữ liệu cho cảm biến leap motion : 3. Điều khiển real time robot bằng cảm biến leap motion : Thực hiện thuật toán điều khiển linh hoạt sử dùng cảm biến leap motion cho robot gắp vật trong môi trường có dao động (bến cảng). vi
9. ABSTRACT Robot became very important in industrial production and automation. It have integrated into the activities of human society. Robots were produced to reduce labor and improve the quality of human life. Robots offshore operation were important major to study. Inclement conditions offshore is a major challenge, and it is compounded when installation activity is taking place in deepwater. Rough wind and weather conditions can test the limits of installation systems, often resulting in downtime and sometimes causing damage to vessels, cranes, winches and associated lifting appliance equipment. Growth in the subsea sector is one of the significant drivers for the focus on crane safety and capabilities in recent years. The research direction of this paper is: “Stable Control Robot Offshore get products in the environment motions (Harbor)”. The sult was so great when control algorithm for robot was combined by method inverse kinematics robot & leap motion sensor (algorithm classification listener and template matching) & Processing Java to improve speed servo and exact position. Control robot using leap motion sensor with approximate precision 100% and respond real time 100%. Content consists of three main parts: 1. Introduction of robot. Including development history, classification, current research and applications of robot in the past and future. 2. Calculate & design robot. Robot simulation in matlab : forward and inverse kinematics. After programming robots on real models and constructingdynamic wave model. 3. Control strategy: flexible control robot Control algorithm for robot was combined by method inverse kinematics robot & leap motion sensor & processing java to improve speed servo and exact position for robot. vii
10. MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN iii LỜI CẢM ƠN iv QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI v TÓM TẮT vi ABSTRACT vii MỤC LỤC viii DANH MỤC CÁC HÌNH xi CHƯƠNG I. TỔNG QUAN ROBOT NGOÀI KHƠI 1 1.1. Tổng quan 1 1.2. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 2 1.3. Tính cấp thiết, ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 4 1.4. Mục đích nghiên cứu, khách thể và đối tượng nghiên cứu. 4 1.5. Giới hạn của đề tài 4 1.6. Phương pháp nghiên cứu. 4 1.7. Kế hoạch thực hiện. 5 CHƯƠNG II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 6 2.1. Phương pháp bù dao động cho hoạt động ngoài khơi 6 2.1.1. Giới thiệu chung về phương pháp bù dao động 6 2.1.2. Hệ thống bù dao động thụ động (PHC) và bù dao động chủ động (AHC). 7 2.1.3. Các thành tựu trước đây về phương pháp bù dao động 8 2.2. Phương trình điều khiển cho robot ngoài khơi. 9 2.2.1. Phương trình điều khiển robot ngoài khơi 9 2.2.2. Bù dao động (heave compensation) 11 2.3. Giới thiệu về cảm biến leap motion 12 2.3.1. Chức năng và vùng làm việc của leap motion 13 2.3.2. Cấu tạo cảm biến leap motion 15 2.3.3. Lập trình với cảm biến leap motion 16 CHƯƠNG 3 : THIẾT KẾ 18 viii
11. 3.1. Sơ đồ khối hệ thống 18 3.2. Thiết kế và thi công mô hình tạo dao động 3 chiều X, Y, Z. 19 3.3. Robot 6 bậc 23 3.3.1. Thông số Robot. 23 3.3.2. Thông số động cơ servo 12X 27 3.3.3. Kit điều khiển ArbotiX robocontroller 28 3.4. Thiết kế giao diện giám sát và điều khiển Robot 29 3.5. Thuật toán điều khiển cho robot ngoài khơi 32 3.5.1. Thuật toán tổng quát cho robot ngoài khơi 32 3.5.2. Thuật toán thu thập dữ liệu cho leap motion 33 3.5.2.1. Phân lớp Listener (Classification) 33 3.5.2.2. Thuật toán template matching 35 3.5.3. Thuật toán điều khiển cho robot ngoài khơi 37 CHƯƠNG 4 : KẾT LUẬN 38 4.1. Kết luận 38 4.2. Kết quả và đánh giá 40 4.3. Hướng phát triển đề tài. 40 TÀI LIỆU THAM KHẢO 41 ix
12. DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT AHC Active Heave Compensation ARBTCS Active Rider Block Tagline Control System AMF American Machine and Foundry Company CCS Crane Control System CPU Central Processing Unit DH Denavit – Hertenberg EER Equal Error Rate FAR False Acceptance Rate FRR False Reject Rate MRU Motion Reference Unit NC Numerically Controlled machine tool PHC Passive Heave Compensation PWM Pulse Width Modulation IK Inverse Kinematic IMU Inertial Measurement Unit USB Universal Serial Bus x
13. DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1. 1 Robot hoạt động ngoài khơi 1 Hình 2. 1 Cần cẩu hoạt động ngoài khơi 6 Hình 2. 2 Hệ thống AHC và PHC 7 Hình 2. 3 Cánh tay robot áp dụng thuật toán điều khiển linh hoạt 10 Hình 2. 4 Điều khiển robot ngoài khơi bằng robot leap motion 12 Hình 2. 5 Mô tả môi trường làm việc của leap motion 13 Hình 2. 6 Mô tả phạm vi làm việc của leap motion 14 Hình 3. 1 Mô hình hóa hệ thống 18 Hình 3. 2 Cụ thể hóa mô hình 19 Hình 3. 3 Thi công mô hình tạo dao động 3 chiều 20 Hình 3. 4 Hệ trục tọa độ của tàu 20 Hình 3. 5 Trạng thái phổ của biển 21 Hình 3. 6 Cánh tay robot 6 bậc 23 Hình 3. 7 Thông số robot 24 Hình 3. 8 Vùng làm việc của robot 25 Hình 3. 9 Khả năng xoay của robot 26 Hình 3. 10 Thông số của gripper 26 Hình 3. 11 Thông số kit arbotix 28 Hình 3. 12 Nguồn cấp cho kit điều khiển 29 Hình 3. 13 Cáp FTDI 29 Hình 3. 14 Phần mềm Java Processing 30 Hình 3. 15 Giao diện điều khiển và giám sát robot 31 Hình 3. 16 Sơ đồ thuật toán tổng quát cho robot 32 Hình 3. 17 Sơ đồ khối thuật toán phân lớp listener 34 Hình 3. 18 Thuật toán template matching 35 Hình 3. 19 Sơ đồ thuật toán điều khiển robot 37 Hình 4. 1 Mô hình thi công 39 Hình 4. 2 Mô hình thi công 39 xi
14. DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1. 1 Kế hoạch thực hiện 5 Bảng 3. 1 Trạng thái biển 21 Bảng 3. 2 Thông số dao động của tàu 22 Bảng 3. 3 Thông số động cơ servo 12X 27 Bảng 3. 4 Thông số kit Arbotix microcontroller 28 xii
15. CHƯƠNG I. TỔNG QUAN ROBOT NGOÀI KHƠI 1.1. Tổng quan Ngày nay, các ngành công nghiệp ngoài khơi là một trong những ngành yêu cầu những công nghệ tân tiến nhất trên thế giới. Với điều kiện khắc nghiệt của môi trường ngoài khơi, là thách thức lớn đòi hỏi phải tìm ra những giải pháp điều khiển hệ thống hiệu quả, an toàn và ổn định. Trong đó, Na Uy giữ vị trí hàng đầu trong ngành công nghiệp hàng hải toàn cầu, trang thiết bị và công nghệ tàu thuyền hàng hải bậc nhất thế giới. Từ những khó khăn của điều kiện thời tiết, môi trường có nhiều dao động, đặt ra yêu cầu phải tìm ra những giải pháp mới. Robot ngoài khơi được ví như là những diễn viên chính trong hoạt động vận chuyển và sắp xếp hàng hóa trên biển. Trong các hoạt động ngoài khơi có nhiều vấn đề như : chuyển động do dòng chảy và sóng, khó khăn trong việc xác định vị trí tải, dao động lắc lư của tàu Không giống như robot hoạt động trên môi trường cố định. Hình 1. 1 Robot hoạt động ngoài khơi 1
16. 1.2. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước Tóm tắt các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước về điều khiển ổn định robot ngoài khơi : Điều khiển robot ngoài khơi kết hợp với camera 2D, 3D. Năm 2015, bài báo [2] “Robot Arm Manipulation Using Depth-Sensing Cameras and Inverse Kinematics”, của hai tác giả “Akhilesh Kumar Mishra Oscar Meruvia- Pastor”, trường đại học Newfoundland. Bài báo này được in trong tạp chí IEEE với mã hiệu Oceans14_IEEE_ID_7003029. Bài báo trình bày về việc ứng dụng camera cảm biến chiều sâu để xác định được vật thể 3D trong không gian, kết hợp với động học nghịch robot, để giải quyết các vấn đề về môi trường hoạt động cho robot ngoài khơi. Kết quả đạt được trong nghiên cứu này rất chính xác về nhận dạng và điều khiển đối tượng trong điều kiên môi trường dao động. Điều khiển robot ngoài khơi theo thuật toán thích nghi : robot có khả năng tự học trong quá trình hoạt động (mạng thần kinh nhân tạo). Năm 2002, bài báo [16] “ Neural network based predictive control systems for underwater robotic vehicles ” được in trong tạp chí khoa học IEEE của tác giả “V.S. Kodogiannis P.J.G. Lisboa J. Lucas” ( thành viên của trường đại học Liverpool ). Thuật toán này áp dụng cho những bài toán phi tuyến tính. Bài báo này trình bày một phương pháp kiểm soát và nhận dạng của một URV nguyên mẫu (như một hệ thống phi tuyến tính), sử dụng các mạng thần kinh neural (NNS - using neural networks). Mô hình NNS được phát triển và sau đó dựa vào thuật toán tiên đoán hướng, vị trí tương lai của robot dưới nước. Thuật toán tiên đoán gọi là “hybrid control strategies”. Kết quả mô phỏng của bài viết rất khả quan. Năm 2012, bài báo [11] “A NEURAL NETWORK BASED CONTROLLER FOR UNDER WATER ROBOTIC VEHICLES” công trình nghiên cứu của ba tác giả “Josiane Maria Macedo Fernandes, Marcelo Costa Tanaka, Raimundo Carlos Silv´erio Freire J´unior” ( thành viên của trường đại học Natal, RN, Ấn Độ ) được in trong tạp chí “ABCM Symposium Series in Mechatronics - Vol. 5”. Bài báo này trình bày về điều khiển huấn luyện robot dưới nước dựa trên mạng thần kinh nhân tạo (NEURAL NETWORK). Mục tiêu của nghiên cứu này là phát triển hệ thống định vị và điều khiển động học từ xa cho các phương tiện, robot dưới nước. 2
17. Điều khiển robot hoạt động ngoài khơi theo phương pháp bù dao động (heave compensation ). Phương pháp sử dụng giải thuật đoán vị trí của vật trong tương lai. Sử dụng hệ thống bù dao động AHC và PHC. Tháng 11 năm 2008, bài báo [5] “ A Heave Compensation Approach for Offshore Cranes “ của American Control Conference Westin Seattle Hotel, Seattle, Washington nghiên cứu về bù dao động cho cần cẩu ngoài khơi. Bài báo này trình bày về phương pháp để tìm ma trận chuyển động nghịch với khả năng hội tụ cao với số vòng lập ít hơn và đáp ứng nhanh hơn (phương pháp DLS và LMA). Kết hợp với hệ thống MRU (motion reference unit) : hệ thống điều khiển tải chuyển động với quỹ đạo tham chiếu để đự đoán chuyển động của tải & tàu. Tháng 8 năm 2014, bài báo [17] “ Heave compeftsatioft improves offshore lifting operations ” của hiệp hội khoa học ABS from OE (Offshore Engineer). Bài báo trình bày về hệ thống bù dao động AHC và PHC. Thứ nhất là phương pháp bù chuyển động thụ động (PHC). Chẳng hạn như lồng giảm xóc Frederick của hệ thống bù chuyển động bằng một chương trình tối ưu hóa bậc hai tuần tự. Hatleskog và Dunnigan nghiên cứu hệ thống bù chuyển động sóng biển dùng xi lanh khí nén. Thứ hai là phương pháp bù dao động chủ động (AHC) cho các tàu khoan bằng cách bổ sung thêm chuyển động theo chiều thẳng đứng của tải, từ đó có thể hãm sự dao động của tải. Điều khiển robot ngoài khơi bằng công nghệ cảm biến trong không gian 3D. Năm 2014, Bài báo [7] “3D vision and object recognition for off-shore robot guidance” của hiệp hội GEMINI Centre for Advanced Robotics nghiên cứu về nhận dạng vị trí đối tượng cho robot ngoài khơi. Bài báo này trình bày về xây dựng mô hình CAD nâng cao để nhận dạng đối tượng. Từ đó, robot sẽ được trang bị với tầm nhìn 3D dựa trên ánh sáng có cấu trúc của đối tượng. Như vậy, việc điều khiển robot ngoài khơi hoàn toàn có thể kiểm soát được. Năm 2015, Bài báo [1] “Leap Motion Controller for Authentication via Hand Geometry and Gestures” tác giả “Alexander Chan, Tzipora Halevi, and Nasir Memon’’ Hunter College High School, New York, NY, USA. Bài báo này nói về điều khiển real time cho robot arm : kết hợp giữa động học nghịch robot và điều 3
18. khiển real time bằng cảm biến leap motion. Robot này có thể gắp được mọi vật trong không gian. 1.3. Tính cấp thiết, ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài Để robot ngoài khơi hoạt động an toàn, hiệu quả trong điều kiện khắc nghiệt ngoài khơi (dao động bởi sóng biển và tàu). Đề tài “điều khiển ổn định robot gắp sản phẩm trong môi trường có dao động (bến cảng)” sử dụng thuật toán điều khiển linh hoạt cho robot : kết hợp động học nghịch robot trong môi trường dao động và điều khiển real time robot sử dụng cảm biến leap motion để giải quyết bài toán gắp vật trong môi trường có dao động. Đề tài này rất cấp thiết cần được nghiên cứu và đưa vào thực tiễn trong điều khiển robot hoạt động ngoài khơi. 1.4. Mục đích nghiên cứu, khách thể và đối tượng nghiên cứu. Mục đích của đề tài : Tính toán , thiết kế và điều khiển mô hình robot ngoài khơi hoạt động an toàn, hiệu quả và hiệu suất cao sử dụng cảm biến leap motion để giải quyết bài toán gắp vật trong môi trường có dao động. Nhiệm vụ của đề tài : Phân tích và thực hiện điều khiển robot cổ điển. Phân tích, đánh giá và đọc dữ liệu cảm biến leap motion (hồi tiếp vị trí X, Y, Z) Đảm bảo đáp ứng truyền nhận dữ liệu real time cho robot. Đối tượng nghiên cứu : Robot arm, cảm biến leap motion, cảm biến IMU, động cơ servo, kit arduino 1.5. Giới hạn của đề tài Môi trường hoạt động của robot : trạng thái tĩnh. Vật cần gắp đặt trong môi trường dao động 3 chiều ( theo phương X, Y, Z ). 1.6. Phương pháp nghiên cứu. Phương pháp nghiên cứu được sử dụng chủ yếu là: Nghiên cứu phần mềm Solid Work. Thực hiện mô phỏng robot trên MATLAB. Cách thức thiết kế phần cứng cánh tay robot : động lực học, sức bền vật liệu, cơ cấu cơ khí để lựa chọn thông số thiết bị chính xác. Phân tích và thực hiện điều khiển robot trên mô hình thực. Thực thi thuật toán điều khiển linh hoạt dùng cảm biến leap motion. 4
19. 1.7. Kế hoạch thực hiện. Lắp ráp cánh tay robot 6 bậc và thi công mô hình tạo dao Tháng 2 đến tháng 4 động theo 3 chiều X, Y, Z. Tháng 4 đến tháng 6 Điều khiển robot cổ điển trên mô phỏng và thực tế. Thực thi thuật toán điều khiển linh hoạt dùng cảm biến leap Tháng 6 đến tháng 7 motion. Kết hợp điều khiển robot – cảm biến leap motion gắp vật Tháng 7 đến tháng 8 trong môi trường có dao động. Tháng 8 đến tháng 9 Viết báo cáo luận văn tốt nghiệp. Tháng 9 đến tháng 10 Chuẩn bị cho báo cáo luận văn tốt nghiệp. Bảng 1. 1 Kế hoạch thực hiện 5
20. CHƯƠNG II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1. Phương pháp bù dao động cho hoạt động ngoài khơi 2.1.1. Giới thiệu chung về phương pháp bù dao động Trước hết, nắm được thuật ngữ heave compensation ( bù dao động ) & anti-sway control (điều khiển chống dao động). Các vấn đề an toàn và hiệu quả trong những hoạt động ngoài khơi được giải quyết chưa triệt để từ những thành tựu trước đây. Và phương pháp bù dao động là phương pháp được sử dụng khá hiệu quả và khắc phục được những nhược điểm so với những phương pháp trước kia. Điểm khác nhau lớn nhất của những thành tựu này là phương pháp tiếp cận. Thứ nhất là phương pháp bù chuyển động thụ động (PHC). Chẳng hạn như lồng giảm xóc Frederick của hệ thống bù chuyển động bằng một chương trình tối ưu hóa bậc hai tuần tự. Hatleskog và Dunnigan nghiên cứu hệ thống bù chuyển động sóng biển dùng xi lanh khí nén. Thứ hai là phương pháp bù dao động chủ động (AHC) cho các tàu khoan bằng cách bổ sung thêm chuyển động theo chiều thẳng đứng của tải, từ đó có thể hãm sự dao động của tải. Hình 2. 1 Cần cẩu hoạt động ngoài khơi 6
21. Không những thế, để đạt hiệu quả tối đa cho phương pháp bù dao động, người ta đã kết hợp với phương pháp điều khiển chống dao động. Như phương pháp điềp khiển song song lực & vị trí cho các tải cẩu hoạt động ngoài khơi (tác giả Skaare and Egeland). Giai đoạn đầu là bù dao động, điều khiển thay đổi chiều dài dây cáp kết nối với tải tương ứng với dao động của tải bởi sóng biển. Giai đoạn thứ hai là kiểm soát vận tốc tương đối giữa sóng biển và tải để giảm tác động của thủy động lực lên tải đặt ngoài khơi. 2.1.2. Hệ thống bù dao động thụ động (PHC) và bù dao động chủ động (AHC). Hình 2. 2 Hệ thống AHC và PHC Hệ thống bù dao động thụ động (PHC : Passive Heave Compensation), bao gồm xi lanh hoặc bình nén khí, tay quay, ròng rọc. Họ đơn giản hóa hệ thống bằng cách điều khiển vòng kín và hầu như không yêu cầu hệ thống điều khiển điện tử. Hầu hết các hệ thống PHC có thể không an toàn. Hệ thống PHC có thể giảm thiểu tác động của sóng 7
22. S K L 0 0 2 1 5 4