Bộ tự động điều chỉnh điện áp, tần số tự động trong các máy phát điện tàu thủy đóng vai trò rất quan trọng trong hệ thống lưới điện tàu thủy. Bản chất lưới điện tàu thủy là lưới mềm nên chịu ảnh hưởng mạnh mẽ từ việc khai thác phụ tải trong các chế độ làm việc của tàu, do đó việc giữ ổn định là điều rất khó khăn khi vận hành hệ thống. Với những tàu có chân vịt điện, hệ thống điều động tàu chính xác hay không phụ thuộc rất nhiều vào độ ổn định của điện áp máy phát. Chính vì vậy việc giữ ổn định điện áp máy phát điện tàu thủy rất quan trọng đối với toàn bộ các hoạt động của con tàu.

Việc áp dụng lý thuyết điều khiển mờ thích nghi có khả năng tăng thời gian đáp ứng của hệ thống hơn so với các giải thuật thông thường, đặc biệt khi tải thay đổi đột ngột (Đóng cắt tải công suất lớn, tải thế năng của thiết bị làm hàng thay đổi thất thường, hoặc các chân vịt mũi làm việc khi tàu dịch vụ điều động).

Xuất phát từ thực tiễn trên, Chủ nhiệm đề tài PGS.TS Đặng Xuân Kiên cùng nhóm nghiên cứu tại Trường Đại học giao thông vận tải TPHCM thực hiện “Nghiên cứu thiết kế hệ thống tự động chỉnh định và giám sát ổn định điện áp máy phát điện tàu thủy dựa trên giải thuật Mờ thích nghi tương tác trên nền Matlab” với mục tiêu: Chế tạo thử nghiệm một hệ thống tự động điều chỉnh điện áp phù hợp cho máy phát điện tàu thủy và ứng dụng lý thuyết hiện đại trong điều khiển điện tử công suất và hệ thống nhúng trên Matlab. Hệ thống nếu nghiên cứu thành công có thể phát triển trong thực tế và mở rộng nghiên cứu trong lĩnh vực hàng hải và công nghệ đóng tàu.

Năng lượng điện ngày nay vô cùng quan trọng với đời sống hiện đại. Chính vì vậy mà con người chúng ta luôn tìm cách phát triển nguồn năng lượng điện. Ngày nay có rất nhiều cách để tạo ra điện năng có thể kế đến : Thuỷ điện, Nhiệt điện, Điện gió, Điện hạt nhân.

Về cơ bản các cách tạo ra điên năng kể trên là tận dụng các yếu tố tự nhiên như sức nước, sức gió, nhiệt năng. Để làm quay tua bin của máy phát điện từ đó tạo ra điện năng. Đối với Thuỷ điện, Nhiệt điện, Điện hạt nhân thường sẽ là nguồn cung cấp năng lượng điện theo công suất lớn, cung cấp năng lượng điện cho quốc gia.

Tiếp theo có thể kể đến các nguồn cung cấp khác đem công suẩt cung cấp điện ở mức nhỏ hơn. Ví dụ cụ thể ở đây là Máy phát điện từ nhiên liệu diezel. Thiết bị sử dụng động cơ đốt trong để lai cho máy phát điện. Thường có công suất nhỏ nên sử dụng trên tàu thuỷ hoặc cho nhà máy, xí nghiệp nhỏ đặc biệt là sử dung trong dân dụng. Năng lượng điện xoay chiều trên tàu thủy thường là dùng động cơ diezel lai Máy phát điện. Thông thường người ta sử dụng máy phát điện đồng bộ ba pha. Để đảm bảo cho Máy phát điện hoạt động một cách liên tục và đạt chất lượng ổn định thì hệ thống kích từ của máy phát điện đồng bộ phải làm việc đảm bảo thông số kỹ thuật.

Sau thời gian nghiên cứu, đề tài đã thu được những kết quả như sau:

Điều khiển PID

· Ưu điểm: Phương pháp điều khiển PID, lý thuyết, xây dựng mô hình thuật toán đơn giản, dễ điều khiển, tính ổn định cao, dễ dàng thay đổi thông số điều khiển kp , ki , kd .

· Nhược điểm: sai số giữa tín hiệu điều khiển và tín hiệu đầu ra tương đối lớn, tốc độ bám sát chậm, khi có tải lớn sai số lớn nên không đâp ứng yêu cầu đòi hỏi chất lượng sai số thấp.

Điều khiển fuzzy

· Ưu điểm: Sai số giữa tín hiệu đặt và tín hiệu phản hồi thấp, tốc độ bám sát của tín hiệu phản hồi với tín hiệu đặt nhanh khi ta thay đổi tín hiệu đặt.

· Nhược điểm: Đòi hỏi kinh nghiệm của chuyên gia phải tốt để đưa ra luật điều khiển tối ưu. Xây dựng thuật toán phức tạp.

Điều khiển Mờ-thích nghi tương tác

· Ưu điểm: Về mặt thuật toán dễ thực hiện, đơn giản, không cần biết mô hình toán học của đối tượng, thay đổi thông số điều khiển dễ dàng.

· Nhược điểm: Đòi hỏi kinh nghiệm của chuyên gia, xây dựng luật điều khiển phải am hiểu về hoạt động của đối tượng, phải thực nghiệm nhiều lần.

Có thể tìm đọc toàn văn báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 21027/2022) tại Cục Thông tin, Thống kê.

Đ.T.V (NASTIS)