tailieunhanh - Mô hình hoá và điều khiển tối ưu cho hệ xe hai bánh tự cân bằng

Bài viết phân tích phương trình toán học của một hệ xe hai bánh tự cân bằng. Qua đó, tác giả áp dụng thành công giải thuật điều khiển tối ưu cho hệ trên. Giải thuật điều khiển tối ưu được thử nghiệm với các trường hợp di chuyển khác nhau của xe. Kết quả điều khiển là tốt trên cả mô phỏng Matlab/Simulink và thực nghiệm. | Mô hình hoá và điều khiển tối ưu cho hệ xe hai bánh tự cân bằng Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 37 09 2016 22 Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh MÔ HÌNH HOÁ VÀ ĐIỀU KHIỂN TỐI ƯU CHO HỆ XE HAI BÁNH TỰ CÂN BẰNG MODELLING AND OPTIMAL CONTROL FOR TWO-WHEELED SELF-BALANCING ROBOT Nguyễn Minh Tâm Nguyễn Văn Đông Hải Nguyễn Phong Lưu Lê Văn Tuấn Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh Ngày tòa soạn nhận bài 01 3 2016 ngày phản biện đánh giá 16 6 2016 ngày chấp nhận đăng 15 8 2016 TÓM TẮT Hệ xe hai bánh tự cân bằng là một hệ thống được áp dụng nhiều trong các thí nghiệm điều khiển tự động. Đây là một hệ thống MIMO multi-input and multi-output mang tính lý thuyết và thực tiễn cao đã được áp dụng trong cuộc sống. Tuy nhiên đa phần các nghiên cứu chỉ xoay quanh việc điều khiển cân bằng dùng các giải thuật tìm kiếm thử sai hoặc phương trình toán học đơn giản. Các nghiên cứu chi tiết về phương trình toán học hệ thống và giải thuật ứng dụng chính trên sự hiểu biết mô hình là không nhiều. Bài báo phân tích phương trình toán học của một hệ xe hai bánh tự cân bằng. Qua đó tác giả áp dụng thành công giải thuật điều khiển tối ưu cho hệ trên. Giải thuật điều khiển tối ưu được thử nghiệm với các trường hợp di chuyển khác nhau của xe. Kết quả điều khiển là tốt trên cả mô phỏng Matlab Simulink và thực nghiệm. Từ khóa xe hai bánh tự cân bằng điều khiển tối ưu LQR Matlab Simulink MIMO thực nghiệm. ABSTRACT Two-wheeled Self-balancing Cart is a popular model in automatic experiments. This is a MIMO system multi-input and multi-output which is theoretical practical and has been applied in normal life. Anyway most research just focuses on balancing this model through try-on experiments or simple form of mathematical model. There are still so few research works focusing on modelling algorithm and designing a mathematical model-based controller for this system. This paper developed all mathematical equations of the system. Then the authors successfully applied .