Thiết kế robot hai bánh tự cân bằng sử dụng kỹ thuật điều khiển trượt

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SỸ


Họ tên học viên: HOÀNG NGUYÊN PHƯỚC

Ngày, tháng, năm sinh: 12/04/1970

Chuyên ngành: Thiết bị, mạng và nhà máy điện


Giới tính: Nam.

Nơi sinh: Gia định.

MSHV:1081031020.


I.


TÊN ĐỀ TÀI.


Điều khiển robot hai bánh tự cân bằng sử dụng kỹ thuật điều khiển trượt.


II.


NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG.


1. Nhiệm vụ của đề tài:

- Nghiên cứu phương pháp điều khiển trượt.

- Xác định mô hình toán học của hệ thống robot hai bánh tự cân bằng.

- Thiết kế bộ điều khiển sử dụng phương pháp trượt.

- Mô phỏng bộ điều khiển sử dụng Matlab đối với hệ thống robot hai
bánh tự cân bằng.

- Nhận xét kết quả đạt được và so sánh với các kết quả đã được nghiên
cứu trong và ngoài nước.

2. Nội dung của đề tài:

Nội dung luận văn gồm 3 phần:

Phần 1: Nghiên cứu phương pháp điều khiển trượt, hệ thống robot hai bánh
tự cân bằng, từ đó nhận dạng các vấn đề cần giải quyết để phục vụ cho việc thiết kế
bộ điều khiển.

Phần 2: Xác định mô hình toán học của hệ thống robot hai bánh tự cân bằng,
xây dựng mô hình con lắc ngược trên xe hai bánh bằng phần mềm mô phỏng
Matlab.

Phần 3: Thiết kế bộ điều khiển trượt điều khiển ổn định tại điểm cân bằng
cho hệ thống robot hai bánh tự cân bằng và mô phỏng hệ thống trên Matlab . Phân
tích và nhận xét kết quả mô phỏng.

TÓM TẮT


Vấn đề điều khiển con lắc ngược di động đã được nghiên cứu mạnh từ những
yêu cầu đặt ra là thực hiện nhanh và chính xác. Cấu trúc cơ khí ở đây được chia làm
ba phần chính, một là con lắc với một bậc tự do được đặt trên đế quay quanh trực
thẳng đứng hay chuyển động trượt tuyến tính.

Để đạt được tính chính xác cao, hệ thống điều khiển con lắc ngược di động
được thiết kế thông qua kỹ thuật điều khiển trượt. Kỹ thuật này là phương pháp điều
khiển bền vững, nó tạo ra ngõ vào để mang lại quỹ đạo mong muốn cho hệ thống.
Trình tự thiết kế của nó là đầu tiên chọn ra mặt trượt thỏa đáp ứng vòng kín trong
không gian trạng thái và sau đó thiết kế bộ điều khiển sao cho quỹ đạo hệ thống
trạng thái theo mặt trượt và ở trên nó.

Luận văn trình bày ba vấn đề.
Thứ nhất, mô hình toán học tuyến tính, làm tiền đề phát triển hệ thống điều
khiển.
Thứ hai, kỹ thuật điều khiển trượt được phát triển để ổn định và bám theo hệ
thống.
Sau cùng, mô phỏng và dựa vào kết quả để kiểm chứng giải thuật đã điều
khiển.

ABSTRACT
Inverted pendulum control problems have been intensively studied due to the
challenging demand of fast and precise performance, where the mechanical
structure can be divided into three main types: One is a pendulum with one degree
of freedom (DOF) mounted on a base rotating around the vertical axis or actuated
by a linear slide.
For achieving high-precision performance the control system for the mobile
inverted pendulum is designed via sliding mode control (SMC) in this thesis. SMC
is a robust control method which generates an input to yield a desired trajectory for
a given system. Its design procedure is to first select a sliding surface that satisfies
the desired closed-loop performance in the state space, and then to design a
controller such that the system state trajectories are forced toward the sliding
surface and stay on it.

This thesis considers the control system design for a mobile inverted

pendulum via sliding mode technique.

Firstly, a linear mathematical model was used in order to facilitate the

development of an efficient control system.

Secondly, sliding mode controllers were developed for stabilizing and

tracking this system.

Lastly, the simulations were given to validate of the proposed controllers.

Click to expand...

Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải: