tailieunhanh - Điều khiển bám quỹ đạo cho hệ Ball & Plate dựa trên SMC kết hợp PI

Bài viết này đưa ra một cấu trúc điều khiển bám quỹ đạo cho hệ phi tuyến B&P dựa trên nguyên lý của điều khiển trượt. Để loại bỏ hiện tượng rung (chattering) trong hệ thống, một bộ điều khiển tỷ lệ - tích phân (PI) được đưa vào. | Điều khiển bám quỹ đạo cho hệ Ball & Plate dựa trên SMC kết hợp PI Nghiên cứu khoa học công nghệ ĐIỀU KHIỂN BÁM QUỸ ĐẠO CHO HỆ BALL & PLATE DỰA TRÊN SMC KẾT HỢP PI Nguyễn Thị Tuyết Hoa, Trần Thiện Dũng* Tóm tắt: Hệ thống bóng trên đĩa (Ball & Plate system – B&P) có đặc trưng phi tuyến, hơn nữa các thành phần bất định trong mô hình hệ thống như ma sát giữa viên bi và đĩa phẳng, hiệu ứng Criolis và lực ly tâm, sự không chính xác trong tham số hệ thống, . làm cho chất lượng điều khiển giảm đi đáng kể. Bài báo này đưa ra một cấu trúc điều khiển bám quỹ đạo cho hệ phi tuyến B&P dựa trên nguyên lý của điều khiển trượt. Để loại bỏ hiện tượng rung (chattering) trong hệ thống, một bộ điều khiển tỷ lệ - tích phân (PI) được đưa vào. Các thành phần bất định cũng được ước lượng và bù bởi bộ điều khiển. Kết quả mô phỏng cho thấy cấu trúc đề xuất đảm bảo độ chính xác quỹ đạo và khả năng bền vững với bất định mô hình. Từ khóa: Ball & Plate system (Hệ bóng trên đĩa); Điều khiển trượt; Ước lượng tham số; Điều khiển bám. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Hệ thống Ball & Plate bao gồm đĩa phẳng và một viên bi lăn tự do trên đó. Đĩa phẳng có thể quay quanh hai trục vuông góc làm viên bi chuyển động. Vị trí viên bi được điều chỉnh bằng cách thay đổi góc nghiêng của mặt phẳng. Đây được xem là phiên bản mở rộng của hệ Ball & Beam (bóng và thanh), có thể thiết kế theo một số cách khác nhau [3]. Tuy cấu tạo đơn giản, nhưng B&P lại là một hệ đa biến và có tính phi tuyến điển hình. Vì vậy nó được sử dụng nhiều trong phòng thí nghiệm để nghiên cứu, thử nghiệm các thuật toán điều khiển [4]. Một số phương pháp dựa trên điều khiển tuyến tính [9], [10] xấp xỉ mô hình của hệ B&P thành dạng tuyến tính, sau đó áp dụng các thuật toán của điều khiển tuyến tính như PID, phản hồi trạng thái gán điểm cực, tối ưu LQR, . và cho đáp ứng đầu ra khá tốt. Tuy nhiên, do việc xấp xỉ và không tính đến các yếu tố bất định: ma sát giữa viên