Điều khiển dự đoán mô hình phi tuyến dựa trên Lyapunov để vận hành bền vững cần trục container gắn trên tàu

https://doi.org/10.31130/ud-jst.2026.24(7A).081E

Tóm tắt: 0 | PDF: 1

##plugins.themes.academic_pro.article.main##

Author

  • Duy Lam Mac
    Hanoi University of Science and Technology, Vietnam
    Viet Thang Dang
    Hanoi University of Science and Technology, Vietnam
    Van Manh Nguyen
    Unit 871, General Department of Politics, Ministry of National Defense, Vietnam
    Van Binh Cao
    Vietnam Maritime University, Vietnam
    Anh Duc Pham
    Vietnam Maritime University, Vietnam
    Trong Hien To
    Vietnam Maritime University, Vietnam
    Van Trieu Pham
    Vietnam Maritime University, Vietnam

Từ khóa:

Giảm lắc tải
Điều khiển dự đoán mô hình phi tuyến dựa trên Lyapunov
Cần cẩu container trên tàu
Công nghệ vận tải bền vững
Điều khiển trượt

Tóm tắt

Sự phát triển nhanh chóng của ngành công nghiệp hàng hải đã thúc đẩy sự xuất hiện của các tàu container siêu lớn, tạo ra thách thức trong việc tiếp cận cảng nhỏ và đảm bảo xử lý hàng hóa hiệu quả. Bài báo này nghiên cứu một khung điều khiển tiên tiến cho cần cẩu container gắn trên tàu để chuyển tải trực tiếp trên biển. Cụ thể, bộ điều khiển dự báo mô hình phi tuyến dựa trên Lyapunov (NMPC) được đề xuất để giải quyết phi tuyến của hệ thống và nhiễu môi trường. Phương pháp đề xuất kết hợp đảm bảo ổn định của điều khiển dựa trên Lyapunov với khả năng tối ưu hóa và xử lý ràng buộc của NMPC, do đó cung cấp các phân tích ổn định lý thuyết chặt chẽ cũng như khả năng tối ưu hóa và thực thi ràng buộc. Mô phỏng cho thấy rằng, so với các bộ điều khiển phi tuyến, phương pháp đề xuất ổn định hiệu quả trạng thái của cần cẩu và ràng buộc điều khiển trong các miền được quy định, do đó đảm bảo hoạt động tin cậy và bền vững.

Tài liệu tham khảo

    [1] L. A. Tuan, S. G. Lee, L. C. Nho, and H. M. Cuong, “Robust controls for ship-mounted container cranes with viscoelastic foundation and flexible hoisting cable,” Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers. Part I: Journal of Systems and Control Engineering, vol. 229, no. 7, 2015, doi: 10.1177/0959651815573903.
    [2] R. M. T. R. Ismail, N. D. That, and Q. P. Ha, “Modelling and robust trajectory following for offshore container crane systems,” Autom Constr, vol. 59, 2015, doi: 10.1016/j.autcon.2015.05.003.
    [3] L. A. Tuan, H. M. Cuong, S. G. Lee, L. C. Nho, and K. Moon, “Nonlinear feedback control of container crane mounted on elastic foundation with the flexibility of suspended cable,” JVC/Journal of Vibration and Control, vol. 22, no. 13, 2016, doi: 10.1177/1077546314558499.
    [4] D. Kim and Y. Park, “Tracking control in x-y plane of an offshore container crane,” JVC/Journal of Vibration and Control, vol. 23, no. 3, 2017, doi: 10.1177/1077546315581091.
    [5] P. V. Trieu and L. A. Tuan, “Combined controls of floating container cranes,” in ICCAIS 2015 - 4th International Conference on Control, Automation and Information Sciences, 2015. doi: 10.1109/ICCAIS.2015.7338709.
    [6] Q. H. Ngo and K. S. Hong, “Sliding-mode antisway control of an offshore container crane,” IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, vol. 17, no. 2, 2012, doi: 10.1109/TMECH.2010.2093907.
    [7] Q. H. Ngo, N. P. Nguyen, C. N. Nguyen, T. H. Tran, and V. H. Bui, “Payload pendulation and position control systems for an offshore container crane with adaptive-gain sliding mode control,” Asian J Control, vol. 22, no. 5, 2020, doi: 10.1002/asjc.2124.
    [8] P. Van Trieu, D. D. Luu, H. M. Cuong, and L. A. Tuan, “Neural network integrated sliding mode control of floating container cranes,” in 2017 Asian Control Conference, ASCC 2017, 2018. doi: 10.1109/ASCC.2017.8287281.
    [9] J. Lin, Y. Fang, B. Lu, H. Cao, and Y. Hao, “Constrained model predictive control for 3-D offshore boom cranes,” Control Eng Pract, vol. 142, 2024, doi: 10.1016/j.conengprac.2023.105741.
    [10] Z. Ren, R. Skjetne, and Z. Gao, “Modeling and control of crane overload protection during marine lifting operation based on model predictive control,” in Proceedings of the International Conference on Offshore Mechanics and Arctic Engineering - OMAE, 2017. doi: 10.1115/OMAE2017-62003.
    [11] Y. Cao, T. Li, L. Y. Hao, and X. Gao, “Nonlinear Antiswing Control of Shipboard Boom Cranes Using MPC-Based Auto-Tuning Mechanism with Full State Constraints,” IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems, vol. 25, no. 3, 2024, doi: 10.1109/TITS.2023.3319815.
    [12] J. Lin, Y. Fang, and B. Lu, “Robust Tube-Based Model Predictive Control for Marine Ship-Mounted Cranes,” in Lecture Notes in Computer Science (including subseries Lecture Notes in Artificial Intelligence and Lecture Notes in Bioinformatics), 2023. doi: 10.1007/978-981-99-6498-7_23.
Xem thêm

##plugins.themes.academic_pro.article.sidebar##

Đã Xuất bản

Jul 31, 2026
Download
PDF (English)
Cách trích dẫn
Mac, D. L., V. T. Dang, V. M. Nguyen, V. B. Cao, A. D. Pham, T. H. To, và V. T. Pham. “Điều khiển dự đoán Mô hình Phi tuyến dựa Trên Lyapunov để vận hành bền vững cần trục Container gắn Trên tàu”. Tạp Chí Khoa học Và Công nghệ Đại học Đà Nẵng, vol 24, số p.h 7A, Tháng Bảy 2026, tr 9-15, doi:10.31130/ud-jst.2026.24(7A).081E.

##plugins.themes.academic_pro.article.details##