báo cáo điều khiển thông minh đề tài thiết kế bộ điều khiển cho hệ xe 2 bánh cân bằng

BÁO CÁO ĐIỀU KHIỂN THÔNG MINHĐỀ TÀI: THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN CHO HỆ XE 2 BÁNH CÂN BẰNG GVHD: TS... VẤN ĐỀ CHÍNH• Chương 1: Mô hình hóa hệ xe 2 bánh cân bằng • Chương 2: Thiết kế và mô phỏ

BÁO CÁO ĐIỀU KHIỂN THÔNG MINH

ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN CHO HỆ XE 2 BÁNH CÂN

BẰNG

GVHD: TS TRẦN ĐỨC THIỆN

NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN: Nguyễn Quang Trung-21151487

Nguyễn Hoàng Nghĩa-21151138

Vũ Nam Bình-21151074

VẤN ĐỀ CHÍNH

• Chương 1: Mô hình hóa hệ xe 2 bánh cân bằng

• Chương 2: Thiết kế và mô phỏng bộ điều khiển mờ

• Chương 3: Thiết kế bộ điều khiển mạng thần kinh

• Chương 4: Sử dụng giải thuật GA để điều chỉnh

thông số bộ điều khiển PD mờ

CHƯƠNG 1: MÔ HÌNH HÓA

HỆ XE 2 BÁNH CÂN BẰNG

3

MÔ HÌNH VÀ THÔNG SỐ 4

Mô hình của xe 2 bánh cân bằng Thông số của xe 2 bánh cân bằng

CÁC CÔNG THỨC TÍNH THÔNG SỐ 5

- Mô hình động học của động cơ DC :

- Moment ngõ ra của động cơ :

)

 

CÁC CÔNG THỨC TÍNH THÔNG SỐ 8

- Phương trình vi phân tuyến tính mô tả hệ xe:

- Hệ phương trình không gian trạng thái:

Với:

 

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ VÀ

MÔ PHỎNG ĐIỀU KHIỂN MỜ

9

XÂY DỰNG HÀM LIÊN THUỘC VÀ LUẬT MỜ CHO BỘ

ĐIỀU KHIỂN PD FUZZY

Hàm liên thuộc ngõ ra U Hệ quy tắc mờ

XÂY DỰNG HÀM LIÊN THUỘC VÀ LUẬT MỜ

Quy tắc mờ của ngõ vào E Quy tắc mờ của ngõ vào DE

XÂY DỰNG MÔ HÌNH MALAB SIMULINK 12

Xây dựng toàn bộ hệ thống trên Simulink

Khối Matlab Function mô tả

phương trình không gian trạng

thái của hệ thống

XÂY DỰNG MÔ HÌNH MALAB SIMULINK 13

Chương trình mô tả thông số hệ thống

Vị trí đặt

MÔ PHỎNG ĐÁP ỨNG NGÕ RA CỦA HỆ THỐNG 14

Xung cấp cho bộ điều khiển Sai số xác lập của góc nghiêng Sai số lập trình của vị trí

Ngõ vào của đối tượng điều khiển Đáp ứng ngõ ra của góc Đáp ứng ngõ ra của vị trí

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN MẠNG THẦN KINH

15

Bộ điều khiển PD mờ

Bộ quan sát

Mô hình huấn luyện mạng thần kinh trong Simulink

XÂY DỰNG BỘ ĐIỀU KHIỂN MẠNG THẦN KINH THAY THẾ

BỘ ĐIỀU KHIỂN PD MỜ

Thiết lập scope cho ngõ vào Thiết lập scope cho ngõ ra

SCOPE QUAN SÁT TIỀN VÀ HẬU XỬ LÝ CỦA PD MỜ

VỚI NN SAU HUẤN LUYỆN

20

SCOPE QUAN SÁT GIỮA ĐÁP ỨNG CỦA

PD MỜ VỚI NN SAU HUẤN LUYỆN

SCOPE QUAN SÁT GIỮA ĐÁP ỨNG CỦA

PD MỜ VỚI NN SAU HUẤN LUYỆN

CHƯƠNG 4: SỬ DỤNG GIẢI

THUẬT GA ĐỂ ĐIỀU CHỈNH

THÔNG SỐ BỘ ĐIỀU KHIỂN PD MỜ

CẤU TRÚC GIẢI THUẬT GA 23

• Bước 1: Khởi tạo quần thể các nhiễm sắc thể

• Bước 2: Xác định giá trị thích nghi của từng nhiễm sắc thể

• Bước 3: Sao chép lại các nhiễm sắc thể dựa vào giá trị thích nghi

của chúng và tạo ra những nhiễm sắc thể mới bằng các phép toán

THÔNG SỐ PID ĐƯỢC CHỈNH TỰ ĐỘNG DÙNG GIẢI

THUẬT DI TRUYỀN VỚI CÁC TÙY CHỌN

24

• Kích thước quần thể:

• Chọn lọc xếp hạng tuyến tính:

• Lai ghép 2 điểm, xác suất lai ghép:

• Đột biến đều, xác suất đột biến:

CHƯƠNG TRÌNH GA 25

1

2

3

CHƯƠNG TÌNH GA

4

5

QUÁ TRÌNH CHẠY THẾ HỆ CON

CẢM ƠN THẦY VÀ CÁC BẠN

ĐÃ LẮNG NGHE

29