Tóm Tắt Luận Văn
Mục Lục
Danh Sách Các Chữ Viết Tắt
Danh Sách Các Hình
Danh Sách Các Bảng
Tổng Quan
Hình 1.1. Mô hình xe con lắc ngược
Hình 1.2. Mô hình con lắc ngược quay
1.2. Tổng quan chung về lĩnh vực nghiên cứu
1.3. Mục tiêu và giới hạn của đề tài
1.4. Phương pháp nghiên cứu
1.5. Nội dung luận văn
Mô Hình Toán Học Của Hệ Thống
Con Lắc Ngược Quay
Hình 2.1. Hệ thống con lắc ngược quay
Hình 2.2. Mô hình cánh tay quay của con lắc
Hình 2.3. Sơ đồ khối mô hình mô phỏng con lắc tuyến tính
Hình 2.4. Sơ đồ khối mô hình mô phỏng con lắc phi tuyến
Bảng 1. Các thông số của mô hình
Hình 2.5. Sơ đồ khối mô tả con lắc khi chưa có bộ điều khiển
Hình 2.6. Góc của con lắc khi chưa có bộ điều khiển
Hình 2.7. Sơ đồ khối điều khiển con lắc hồi tiếp góc
Hình 2.8. Đáp ứng góc lệch con lắc khi hồi tiếp góc
Hình 2.9. Đáp ứng góc lệch cánh tay khi hồi tiếp góc
Hình 2.10. Điều khiển con lắc hồi tiếp cả hai góc và
Hình 2.11. Đáp ứng góc khi hồi tiếp cả hai góc và
Hình 2.12. Đáp ứng góc khi hồi tiếp cả hai góc và
Hình 2.13. Điều khiển con lắc hồi tiếp cả hai góc và khi thay đổi m
Hình 2.14. Điều khiển con lắc không ổn định khi khối lượng m = 0.65kg
Hình 2.15. Điều khiển con lắc hồi tiếp cả hai góc và khi thay đổi chiều dài
Hình 2.16. Điều khiển con lắc không ổn định khi chiều dài bằng L=0.4194 m
Hình 2.17. Điều khiển con lắc hồi tiếp cả hai góc và với tín hiệu nhiễu
Hình 2.18. Góc của con lắc khi ngõ vào là tín hiệu nhiễu ngẫu nhiên
Hình 2.19. Điều khiển con lắc ổn định khi khối lượng m = 0.62kg
Hình 2.20. Điều khiển con lắc ổn định khi chiều dài bằng 0.4145m
Nhận Dạng Hệ Thống
Hình 3.1. Sơ đồ khối con lắc tuyến tính với bộ điều khiển có hồi tiếp
Bảng 2. So sánh nhận dạng mô hình ARX, ARMAX, OE và Box-Jenkins
Hình 3.2. Mô hình ngõ ra ARX431
Hình 3.3. Sơ đồ khối mô hình tuyến tính sử dụng khối hàm truyền ARX
Hình 3.4. Đáp ứng ngõ ra mô hình ARX và ngõ ra mô hình
Hình 3.5. Sai số giữa ngõ ra mô hình ARX và ngõ ra mô hình con lắc
Hình 3.6. Mạng nơron truyền thẳng nhiều lớp
Hình 3.7. Sơ đồ khối so sánh ngõ ra của ANN và ngõ ra mô hình
Hình 3.8. Mạng nơron truyền thẳng có 1 lớp ẩn, 4 nơron trong lớp ẩn
Hình 3.9. Mạng nơron truyền thẳng có 1 lớp ẩn, 10 nơron trong lớp ẩn
Hình 3.10. Mạng nơron truyền thẳng có 1 lớp ẩn, 20 nơron trong lớp ẩn
Hình 3.11. Mạng nơron truyền thẳng có 1 lớp ẩn, 50 nơron trong lớp ẩn
Bảng 3. Kết quả khi thay đổi số nơron trong lớp ẩn của mạng truyền thẳng
Hình 3.12. Sơ đồ khối thu thập dữ liệu vào ra để nhận dạng hệ thống
Hình 3.13. So sánh ngõ ra mô hình mạng với mô hình hệ thống
Bảng 4. Kết quả nhận dạng giữa ngõ ra mạng truyền thẳng và mô hình
Hình 3.14. Kết quả so sánh góc giữa ANN với mô hình hệ thống
Hình 3.15. Kết quả so sánh góc giữa ANN với mô hình hệ thống
Hình 3.16. Sai số góc lệch giữa ngõ ra ANN và ngõ ra mô hình
Hình 3.17. Sai số góc lệch giữa ngõ ra ANN và ngõ ra mô hình
Hình 3.18. So sánh ngõ ra mô hình mạng với mô hình hệ thống khi có nguồn nhiễu
Hình 3.19. Kết quả so sánh góc giữa ANN với mô hình hệ thống
Hình 3.20. Sai số góc lệch giữa ngõ ra ANN và ngõ ra mô hình
Điều Khiển Con Lắc Ngược Bằng
Mạng Truyền Thẳng
Hình 4.2. Sơ đồ khối điều khiển con lắc bằng mạng truyền thẳng
Bảng 5. Kết quả điều khiển khi sử dụng mạng nơron truyền thẳng
Hình 4.3. Tín hiệu ngõ ra góc lệch với mạng truyền thẳng
Hình 4.4. Tín hiệu ngõ ra góc lệch với mạng truyền thẳng
Hình 4.5. Điều khiển PID hai biến khi thay đổi khối lượng con lắc
Hình 4.6. Kết quả đáp ứng góc con lắc khi thay đổi m với bộ PID 2 biến.
Hình 4.7. Điều khiển mạng truyền thẳng khi thay đổi khối lượng con lắc
Hình 4.8. Góc con lắc khi thay đổi m với bộ điều khiển mạng truyền thẳng
Hình 4.9. Sơ đồ khối điều khiển con lắc khi có nguồn nhiễu
Hình 4.10. Điều khiển con lắc bằng mạng truyền thẳng
Hình 4.11. Sơ đồ khối điều khiển con lắc khi có nguồn nhiễu và m thay đổi
Hình 4.12. Điều khiển con lắc bằng mạng truyền thẳng
Chương 5
Kết Quả Thực Nghiệm
Hình 5.1. Sơ đồ hệ thống điều khiển con lắc ngược quay
Hình 5.2. Hệ thống thực nghiệm
Hình 5.3. Phần cơ khí của mô hình con lắc ngược
Bảng 6. Thông số thực của hệ thống con lắc ngược được thiết kế
Hình 5.4. Phần mạch điện tử của mô hình con lắc ngược
Hình 5.5. Lưu đồ giải thuật điều khiển con lắc bằng bộ điều khiển PID 2 biến
Hình 5.6. Sơ đồ khối điều khiển con lắc trên hệ thống thực
Hình 5.7.Cách xác định góc của con lắc
Hình 5.8. Góc con lắc ổn định trong khoảng với [-4˚,2˚]
Hình 5.9. Sơ đồ khối thu thập dữ liệu nhận dạng
Hình 5.10. Sơ đồ thiết lập nhận dạng
Hình 5.11. Sơ đồ khối nhận dạng hệ thống thực trong Simulink Matlab
Bảng 7. Kết quả khi thay đổi số nơron trong lớp ẩn của mạng truyền thẳng
Hình 5.12. Đáp ứng góc ngõ ra của mạng so với ngõ ra của mô hình thực
Hình 5.13. Đáp ứng góc ngõ ra của mạng so với ngõ ra của mô hình thực
Hình 5.14. Sơ đồ khối thu thập dữ liệu nhận dạng bộ điều khiển
Hình 5.15. Sơ đồ khối điều khiển con lắc dùng mạng truyền thẳng
Hình 5.16. Góc con lắc ổn định trong khoảng [-3˚,2˚] với mạng truyền thẳng
Hình 5.17. Đáp ứng góc với bộ PID hai biến khi m=0.25kg đặt ở L=2cm
Hình 5.18. Đáp ứng góc với mạng truyền thẳng khi m=0.25kg đặt ở L=2cm
Hình 5.19. Đáp ứng góc với bộ PID hai biến khi m=0.25kg đặt ở L=16cm
Hình 5.20. Đáp ứng góc với mạng truyền thẳng khi m=0.25kg đặt ở L=16cm
Hình 5.21. Đáp ứng góc với bộ PID hai biến khi m=0.25kg đặt ở L=32cm
Hình 5.22. Đáp ứng góc với mạng truyền thẳng khi m=0.25kg đặt ở L=32cm
Kết Luận Và Hướng Phát Triển Của Đề Tài
Tài Liệu Tham Khảo
Phụ Lục