Nghiên cứu, tính toán hệ thống cân bằng sử dụng con quay hồi chuyển trong phương tiện hai bánh

LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: TS ĐỖ ĐỨC NAM MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH DANH MỤC BẢN BIỂU LỜI CẢM ƠN LỜI NÓI ĐẦU Chƣơng I : TỔNG QUAN VỀ CON QUAY HỒI CHUYỂN Lực quay hồi chuyển Các mẫu sử dụng quay hồi chuyển 11 2.1 Phương tiện di chuyển hai bánh quay hồi chuyển dạng lỏng 12 2.2 Phương tiện di chuyển bánh quay hồi chuyển 13 2.3 Phương tiện di chuyển hai bánh sử dụng quay hồi chuyển 17 2.3.1 Xe lửa đường ray sử dụng quay hồi chuyển 20 2.3.2 Xe ô tô hai bánh sử dụng hệ thống quay hồi chuyển 24 2.3.3 Xe điên hai bánh sử dụng hệ thống quay hồi chuyển 29 Chƣơng 2: TÍNH TOÁN HỆ THỐNG CÂN BẰNG SỬ DỤNG CON QUAY HỒI CHUYỂN Mô hình động học xe bánh sử dụng hệ thống quay hồi chuyển 33 Tính toán động lực học 36 Tuyến tính hóa phương trình vi phân chuyển động 39 HV: NGÔ ĐỨC ANH Page LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: TS ĐỖ ĐỨC NAM Tính toán động lực học cho trường hợp xe đứng yên 41 Tuyến tính hóa cho trường hợp xe đứng yên 43 Chƣơng 3: THIẾT KẾ XE ĐẠP ĐIỆN SỬ DỤNG CON QUAY HỒI CHUYỂN Thiết kế mô hình xe đạp điện sử dụng hệ thống hai quay hồi chuyển 46 Mô cân mô hình Matlab 58 KẾT LUẬN VÀ ĐỊNH HƢỚNG PHÁT TRIỂN Kết luận 72 Định hướng phát triển 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO 73 PHỤ LỤC 75 HV: NGÔ ĐỨC ANH Page LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: TS ĐỖ ĐỨC NAM DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 : Mô hình quay cổ điển 10 Hình 1.2 : Chuyển động quay học cổ điển 11 Hình 1.3 : Mô hình quay hồi chuyển dạng lỏng 12 Hình 1.4 : Mô hình xe bánh sử dụng quay hồi chuyển 13 Hình 1.5: Cấu tạo xe Gyrover 14 Hình 1.6: Nguyên lý hoạt động Gyrover 15 Hình 1.7 : Mô hình Gyrover 15 Hình 1.8 : Mô hình Gyrover hoàn thiện 16 Hình 1.9 : Mô hình xe hai bánh sử dụng quay hồi chuyển 17 Hình 1.10 : Mô hình xe bánh sử dụng quay hồi chuyển 19 Hình 1.11 : Louis Brennan xe monorail 20 Hình 1.12: Xe lửa bánh Scherl 21 Hình 1.13: Nguyên tắc hoạt động quay hồi chuyển nằm đứng 22 Hình 1.14: Liên kết bánh cho hai quay hồi chuyển ngược chiều 23 Hình 1.15: Mô hình tương lai cho xe lửa đường ray 23 Hình 1.16: Xe Gyrocar Schilovski nghiên cứu chế tạo 24 Hình 1.17: Gyrocar trước lắp vỏ 25 Hình 1.18: Hình chiếu đứng Gyrocar 26 Hình 1.19: Hình chiếu cạnh Gyrocar 26 Hình 1.20: Hình chiếu Gyrocar 27 Hình 1.21: Hệ thống quay hồi chuyển Gyrocar 27 Hình 1.22: Xe Gyrocar khôi phục đưa vào bảo tàng công ty Wolseley 28 Hình 1.23: Bản phác họa Lit Motors 29 Hình 1.24: Nguyên mẫu Lit Motors người sáng lập 30 Hình 1.25: Khung xe nguyên mẫu Lit Motors 31 Hình 1.26: Hệ thống quay hồi chuyển Lit Motors 31 HV: NGÔ ĐỨC ANH Page LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: TS ĐỖ ĐỨC NAM Hình 1.27: Xe Lit Motors C-1 đưa vào thương mại 32 Hình 2.1: Hình chiếu cạnh 34 Hình 2.2: Hình chiếu đứng (phía sau) 35 Hình 3.1 : Thiết kế mô hình xe đạp điện 46 Hình 3.2: Hình chiếu mô hình 47 Hình 3.3: Hình chiếu đứng mô hình 47 Hình 3.4: Hình chiếu cạnh mô hình 48 Hình 3.5: Hình tổng thể mô hình 48 Hình 3.6: Bản vẽ mô hình xe CAD 49 Hình 3.7: Modul quay hồi chuyển 50 Hình 3.8: Hình chiếu modul quay hồi chuyển 51 Hình 3.9: Hình chiếu cạnh modul quay hồi chuyển 51 Hình 3.10: Bản vẽ hệ thống quay hồi chuyển tổng thể 52 Hình 3.11: Bản vẽ modul quay hồi chuyển CAD 53 Hình 3.12: Động quay bánh đà 54 Hình 3.13: Mô hình động bành đà quay hồi chuyển 54 Hình 3.14: Bản vẽ bánh đà 2D 55 Hình 3.15: Khung quay hồi chuyển 56 Hình 3.16: Khung tổng thể quay hồi chuyển 56 Hình 3.17: Bản vẽ khung quay bánh đà 2D 57 HV: NGÔ ĐỨC ANH Page LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: TS ĐỖ ĐỨC NAM DANH MỤC BẢNG BIỂU Biểu đồ 3.1: Biểu đồ ổn định K thay đổi C , K thỏa mãn 61 Biểu đồ 3.2: Biểu đồ ổn định K thay đổi C K thỏa mãn 64 Biểu đồ 3.3: Biểu đồ ổn định C thay đổi K K thỏa mãn 68 Biểu đồ 3.4: Biểu đồ ổn định C , K K thỏa mãn 70 HV: NGÔ ĐỨC ANH Page LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: TS ĐỖ ĐỨC NAM LỜI CẢM ƠN Trước hết xin cám ơn thầy giáo TS Đỗ Đức Nam người trực tiếp hướng dẫn hoàn thành luận văn Với kiến thức sâu rộng, với lòng nhiệt huyết bảo tận tình, thầy truyền lại cho tôi, giúp đỡ nhiều việc thực luận văn Kết đạt luận văn có đóng góp to lớn thầy giáo TS Nguyễn Chí Hưng với dẫn sâu sắc trình nghiên cứu Tôi xin gửi lời cảm ơn tới tập thể học viên lớp CĐT2011B, thầy giáo tập thể cán Viện đào tạo sau đại học tạo điều kiện ủng hộ trình học tập nghiên cứu hai năm vừa qua Cuối , xin dành tất lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè, người bên cạnh động viên trình học tập nghiên cứu Hà nội, ngày 26 tháng năm 2014 NGÔ ĐỨC ANH HV: NGÔ ĐỨC ANH Page LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: TS ĐỖ ĐỨC NAM LỜI NÓI ĐẦU Để giữ thăng cho phương tiện di chuyển hai bánh như: xe máy, xe đạp điện, xe lửa chạy ray, hệ thống cân cần phải sinh mô men cân có chiều ngược với mô men cân sinh xe chạy đường Đối với phương tiện hai bánh thông thường việc giữ thăng người điều khiển, nhiên phương tiện dừng việc giữ thăng khó Bài luận văn muốn ứng dụng nguyên lý cân lực quay hồi chuyển để giữ thăng cho phương tiện hai bánh dừng tạm thời Năng lượng quay hồi chuyển tiêu hao giữ thăng cho xe lượng quay quay hồi chuyển lượng để triệt tiêu mô men gây chuyển động tiến động Khi có ngoại lực gây cân cho xe làm nghiêng thân xe, lúc chuyển động tiến động hình thành, tác động vào khung quay hồi chuyển, kết làm cho phương tiện dao động nghiêng quanh vị trí cân theo chiều ngang thân xe làm cho xe thăng trở lại Tại thời điểm chuyển động tiến động tác động dọc theo thân xe ta tác động lực để triệt tiêu chuyển động tiến động Như xe giữ thăng với mô men giữ mô men sinh từ quay hồi chuyển, mô men vuông góc với trục quay quay hồi chuyển Nội dung nghiên cứu luận văn “ Nghiên cứu, tính toán hệ thống cân sử dụng quay hồi chuyển phƣơng tiện di chuyển hai bánh “ Tính toán cho trường hợp riêng xe đứng yên đưa biểu đồ ổn định dao động cho mô hình xe đạp điện SolidWork Ngoài phần mở đầu, kết luận, danh mục, tài liệu tham khảo luận văn gồm chương : - Chương : TỔNG QUAN VỀ CON QUAY HỒI CHUYỂN HV: NGÔ ĐỨC ANH Page LUẬN VĂN THẠC SĨ - GVHD: TS ĐỖ ĐỨC NAM Chương : TÍNH TOÁN HỆ THỐNG CÂN BẰNG SỬ DỤNG CON QUAY HỒI CHUYỂN - Chương : THIẾT KẾ XE ĐẠP ĐIỆN SỬ DỤNG CON QUAY HỒI CHUYỂN Tuy nhiên thời gian có hạn nên luận văn chưa thể đề cập hết đến vấn đề liên quan chắn tránh khỏi thiếu sót Tôi mong nhận thông cảm ý kiến đóng góp để có thêm kiến thức quý báu cho công việc tương lai HV: NGÔ ĐỨC ANH Page LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: TS ĐỖ ĐỨC NAM CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CON QUAY HỒI CHUYỂN Vấn đề theo dõi hồi chuyển phương tiện lại không ổn quan tâm vào năm 1905 Louis Brennan Những phần mở rộng sau phát triển, bao gồm công việc Shilovskii, số nguyên mẫu xây dựng Sự khác biệt đề án khác nằm số quay hồi chuyển sử dụng, hướng trục quay tương đối so với mặt đường, phương pháp sử dụng để tạo tiến động trục quay Bảo tàng trực tuyến Retro Technology trích dẫn nhiều báo ví dụ gyrocars, bao gồm khái niệm Ford Gyrocar gọi Gyron khái niệm từ Gyro Transport Systems Northridge trang bìa tháng 9, năm 1967 phát hành tạp chí ”Science and Mechanics” Bằng cách khác mà rút phương trình chuyển động cách sử dụng phương trình Lagrange loại II tuyến tính hóa, ổn định chúng quanh vị trí cân để tìm hệ số đầu vào hệ thống Vấn đề cần thực để ổn định xe hai bánh có tải không ổn định Trong thiết kế xe hai bánh, yếu tố gây bất ổn chống lại quay hồi chuyển, truyền động động Các quay hồi chuyển sử dụng thiết bị truyền động, cảm biến, cách sử dụng ảnh hưởng tiến động tạo khung quay hồi chuyển Lực quay hồi chuyển Theo định nghĩa vật lí, quay hồi chuyển thiết bị dùng để đo đạc trì phương hướng, dựa nguyên tắc bảo toàn mô men động lượng Thực chất, quay học bánh xe hay đĩa quay với trục quay tự theo hướng Phương hướng thay đổi nhiều hay tùy thuộc vào mô men xoắn bên liên quan đến quay có vận tốc cao mà không cần mô men động lượng lớn Vì mô men xoắn tối thiểu hóa việc gắn kết thiết bị khớp vạn HV: NGÔ ĐỨC ANH Page LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: TS ĐỖ ĐỨC NAM (gimbal), hướng trì gần cố định, so với chuyển động vật thể mà tựa lên.” Hình 1.1 : Mô hình quay cổ điển Thuật ngữ gyroscope lần đưa nhà khoa học người Pháp, Leon Foucault, ghép từ ngôn ngữ Hy Lạp, theo “Gyro” nghĩa “quay tròn”, “skopien” có nghĩa “quan sát” Khi đó, Foucault áp dụng định luật chuyển động quay gyrosopes để giải thích chuyển động quay trái đất vào năm 1852 Trong cấu trúc quay học cổ điển người ta sử dụng đĩa quay có khối lượng với trục quay xuyên tâm có hướng cố định, liên kết với khung quay bên khớp quay Khi gắn vào chuyển động quay với vận tốc  , cấu trúc bị nghiêng góc, sinh mô men động lượng nhờ mô men quán tính lớn khung, chống lại mô men quán tính bên Vì thế, đĩa quay trì theo phương trục quay cố định ban đầu HV: NGÔ ĐỨC ANH Page 10 LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: TS ĐỖ ĐỨC NAM KẾT LUẬN VÀ ĐỊNH HƢỚNG NGHIÊN CỨU Kết luận Kết đạt đƣơc : - Bài luận văn tính toán phần động lực học xe cho trường hợp tổng quát xe di chuyển cho trường hợp xe đứng yên - Thiết kế mô hình xe có hệ thống quay hồi chuyển SolidWork - Đưa kết biểu đồ ổn định dao động cho mô hình Kết chƣa đạt đƣơc : - Chỉ đưa trường hợp quay hồi chuyển quay với vận tốc cố định nên tốn lượng cho động quay hồi chuyển - Chưa linh hoạt việc xử lý biến thiên vận tốc cho quay hồi chuyển trình hoạt động - Mô hình đưa chưa có tính thực tế cao - Chưa tính đến phương lượng cho xe đạp điện Định hƣớng nghiên cứu - Sử dụng quay hồi chuyển cho loại phương tiện hợp lý - Phương pháp điều khiển hợp lý, dễ dàng hệ thống quay hồi chuyển - Nguồn lượng cho quay hồi chuyển - Kết hợp lực quay hồi chuyển cảm biến góc nghiêng, cảm biến khác để tạo modul hồi chuyển linh hoạt tiết kiệm lượng HV: NGÔ ĐỨC ANH Page 72 LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: TS ĐỖ ĐỨC NAM TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Brennan, L., “Means for Imparting Stability to Unstable Bodies”, US Patent No 796893, 1905 [2] Shilovskii, PP., “ The Gyroscope : its Practical Construction and Application”, London, E and F.N.Spon; New York, Spon and Chamber, 1924 [3] Ferry, E.S.,”Applied Gyrodyamics”, John Wiley and Sons, Inc, New York, 1933 [4] Schilowsky,P., “Gyroscope”, US Patent No.1,137,234, 1915 [5] Samoilescu, G and Radu, S., ”Stabilizers and Stabilizing Systems for Ships”, Constantin Brancusi University 8th International Conference, Targu Jiu, May 24-26, 2002 [6] Adams, J.D and McKenney, S.W., ”Gyroscopic Roll Stabilizer for Boats”, US Patent No 6,973,847,2005 [7] http://www.dself.dsl.pipex.com/MUSEUM/museum.htm, The Museum of Retro Technology [8] Nukulwuthiopas, W., Laowattana, S and Maneewarn, T., ”Dynamic Modeling of a One-Wheel Robot using Kane’s Method”, Proceedings of the IEEE ICIT 2002 Conference, Bangkok, Thailand, pp 524-529 [9] Yabu, A., Okuyama, Y., and Takemori, F., ”Attitude Control of Tumbler Systems with One Joint using a Gyroscope”, Proceedings of the SICE 1995 Conference, July 26-28, Sapporo, Japan, pp 1129-1132 [10] Ahmed, J., Miller, R.H., Hoopman, E.H., Coppola, V.T., Bernstein, D.S., Andrusiak, T and Acton, D., ”An Actively Controlled Moment gyro/Gyro Pendulum Testbed”, Proceedings of the 1997 IEEE International Conference on Control Applications, Hartford, CT, October 5-7, 1997, pp 250-252 [11] Beznos, A.V., Formalky, A.M., Gurfinkel, E.V., Jicharev, D.N., Lensky, A.V., Sativsky, K.V and Tchesalin, L.S., ”Control of Autonomous Motion of Two-Wheel HV: NGÔ ĐỨC ANH Page 73 LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: TS ĐỖ ĐỨC NAM Bicycle with Gyroscopic Stabilization”, Proceedings of the 1998 IEEE International Conference on Robotics and Automation, Leuven, Belgium, May 1998, pp 2670-2675 [12] Gallaspy, J.M., ”Gyroscopic Stabilization of an Unmanned Bicycle,” M.S Thesis, Electrical Engineering Department, Auburn University, AL [13] “Gyroscopic Stabilization of Unstable Vehicles: Configurations, Dynamics, and Control” Stephen C Spry* and Anouck R Girard! March 31, 2008 [14] http://litmotors.com [15] http://vi.wikipedia.org/wiki HV: NGÔ ĐỨC ANH Page 74 LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: TS ĐỖ ĐỨC NAM PHỤ LỤC Các chương trình matlab: function dx = gyroderiv(t,x) global u u_1 u_2 u_3 u_4 u_5 u_6 G G_1 G_2 G_3 G_4 G_5 G_6 first_time % cac hang so mb = 36; wb = 9; hb = 1.174; mg = 2.; rg = 0.07; hg = 0.1; ml=80; hl=1.2; rl=0.4; d1 = hl; d2 = 0.191; IG11 = (mg*(rg^2)/4) + (mg*(hg^2)/12); IG22 = mg*(rg^2)/2; IG33 = IG11; IB11 = (mb/12)*wb^2*hb^2; IL11 = (ml*(rl^2)/4) + (ml*(hl^2)/12); omega = 3000*0.10472; % (rpm * conversion factor = rad/sec) phi = 0; % desired dynamics alpha_des = 0; phi_des = 0; % constants g = 9.81; % acceleration of gravity %CONTROLLER PARAMETERS: %linearized coefficients k1 = IB11; k2 = 0; k3 = 0; k4 = IG11; k5 = IG22; HV: NGÔ ĐỨC ANH Page 75 LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: TS ĐỖ ĐỨC NAM k6 = IG33; k7 = d1*mb + d2*mg; k8 = d1^2*mb + d2^2*mg; k9 = k1 + k8 + d1^2*ml; k10 = k4 - k6; a= k7*g /(k9+2*k4); b= -2*omega*IG33/(k9+2*k4); c = omega*IG33/k5; b1 = 1/(2*k5); if %(first_time == 0) % run once to get K A = [0 0; 0 c; 0 1; b a 0]; B=[0; b1; 0; 0]; C=[1 0]; D = 0; SYS = ss(A,B,C,D); G = tf(SYS); P=[-10 -10 -10 -10]; K=acker(A,B,P); first_time = 1; end K = [0.0391 0.0004 -2.6483 -2.9618]*1.0e3; %State Definitions: % x1 = alpha % x2 = alpha_dot % x3 = phi % x4 = phi_dot % design controller: using pole placement method M_u = -K*x; u=M_u; %Plant Equations dx(1) = x(2); HV: NGÔ ĐỨC ANH Page 76 LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: TS ĐỖ ĐỨC NAM dx(2) = (2*x(4)*omega*IG33 + M_u)/(2*k5); %% changed one sign dx(3) = x(4); dx(4) = (k7*g*x(3) - 2*x(2)*omega*IG33)/(k9+2*k4); dx=dx'; function dx = gyroderiv(t,x) global u u_1 u_2 u_3 u_4 u_5 u_6 G G_1 G_2 G_3 G_4 G_5 G_6 first_time % cac hang so mb = 36; wb = 9; hb = 1.174; mg = 2.; rg = 0.07; hg = 0.1; ml=80; hl=1.2; rl=0.4; d1 = hl; d2 = 0.191; IG11 = (mg*(rg^2)/4) + (mg*(hg^2)/12); IG22 = mg*(rg^2)/2; IG33 = IG11; IB11 = (mb/12)*wb^2*hb^2; IL11 = (ml*(rl^2)/4) + (ml*(hl^2)/12); omega = 3000*0.10472;% (rpm * conversion factor = rad/sec) phi = 0; % desired dynamics alpha_des = 0; phi_des = 0; % constants g = 9.81; % acceleration of gravity %CONTROLLER PARAMETERS: %linearized coefficients k1 = IB11; k2 = 0; k3 = 0; HV: NGÔ ĐỨC ANH Page 77 LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: TS ĐỖ ĐỨC NAM k4 = IG11; k5 = IG22; k6 = IG33; k7 = d1*mb + d2*mg; k8 = d1^2*mb + d2^2*mg; k9 = k1 + k8 + d1^2*ml; k10 = k4 - k6; a= k7*g /(k9+2*k4); b= -2*omega*IG33/(k9+2*k4); c = omega*IG33/k5; b1 = 1/(2*k5); if %(first_time == 0) % run once to get K A = [0 0; 0 c; 0 1; b a 0]; B=[0; b1; 0; 0]; C=[1 0]; D = 0; SYS = ss(A,B,C,D); G = tf(SYS); P=[-10 -10 -10 -10]; K=acker(A,B,P); first_time = 1; end K = [-0.0 0.0004 -2.6483 -2.9618]*1.0e3; %State Definitions: % x1 = alpha % x2 = alpha_dot % x3 = phi % x4 = phi_dot % design controller: using pole placement method M_u = -K*x; u=M_u; %Plant Equations HV: NGÔ ĐỨC ANH Page 78 LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: TS ĐỖ ĐỨC NAM dx(1) = x(2); dx(2) = (2*x(4)*omega*IG33 + M_u)/(2*k5); %% changed one sign dx(3) = x(4); dx(4) = (k7*g*x(3) - 2*x(2)*omega*IG33)/(k9+2*k4); dx=dx'; function dx = gyroderiv(t,x) global u u_1 u_2 u_3 u_4 u_5 u_6 G G_1 G_2 G_3 G_4 G_5 G_6 first_time % cac hang so mb = 36; wb = 9; hb = 1.174; mg = 2.; rg = 0.07; hg = 0.1; ml=80; hl=1.2; rl=0.4; d1 = hl; d2 = 0.191; IG11 = (mg*(rg^2)/4) + (mg*(hg^2)/12); IG22 = mg*(rg^2)/2; IG33 = IG11; IB11 = (mb/12)*wb^2*hb^2; IL11 = (ml*(rl^2)/4) + (ml*(hl^2)/12); omega = 3000*0.10472;% (rpm * conversion factor = rad/sec) phi = 0; % desired dynamics alpha_des = 0; phi_des = 0; % constants g = 9.81; % acceleration of gravity %CONTROLLER PARAMETERS: %linearized coefficients k1 = IB11; HV: NGÔ ĐỨC ANH Page 79 LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: TS ĐỖ ĐỨC NAM k2 = 0; k3 = 0; k4 = IG11; k5 = IG22; k6 = IG33; k7 = d1*mb + d2*mg; k8 = d1^2*mb + d2^2*mg; k9 = k1 + k8 + d1^2*ml; k10 = k4 - k6; a= k7*g /(k9+2*k4); b= -2*omega*IG33/(k9+2*k4); c = omega*IG33/k5; b1 = 1/(2*k5); if %(first_time == 0) % run once to get K A = [0 0; 0 c; 0 1; b a 0]; B=[0; b1; 0; 0]; C=[1 0]; D = 0; SYS = ss(A,B,C,D); G = tf(SYS); P=[-10 -10 -10 -10]; K=acker(A,B,P); first_time = 1; end K = [-0.0391 -0.0003 -2.6483 -2.9618]*1.0e3; %State Definitions: % x1 = alpha % x2 = alpha_dot % x3 = phi % x4 = phi_dot % design controller: using pole placement method M_u = -K*x; u=M_u; HV: NGÔ ĐỨC ANH Page 80 LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: TS ĐỖ ĐỨC NAM %Plant Equations dx(1) = x(2); dx(2) = (2*x(4)*omega*IG33 + M_u)/(2*k5); %% changed one sign dx(3) = x(4); dx(4) = (k7*g*x(3) - 2*x(2)*omega*IG33)/(k9+2*k4); dx=dx'; function dx = gyroderiv(t,x) global u u_1 u_2 u_3 u_4 u_5 u_6 G G_1 G_2 G_3 G_4 G_5 G_6 first_time % cac hang so mb = 36; wb = 9; hb = 1.174; mg = 2.; rg = 0.07; hg = 0.1; ml=80; hl=1.2; rl=0.4; d1 = hl; d2 = 0.191; IG11 = (mg*(rg^2)/4) + (mg*(hg^2)/12); IG22 = mg*(rg^2)/2; IG33 = IG11; IB11 = (mb/12)*wb^2*hb^2; IL11 = (ml*(rl^2)/4) + (ml*(hl^2)/12); omega = 3000*0.10472;% (rpm * conversion factor = rad/sec) phi = 0; % desired dynamics alpha_des = 0; phi_des = 0; % constants g = 9.81; % acceleration of gravity %CONTROLLER PARAMETERS: %linearized coefficients k1 = IB11; HV: NGÔ ĐỨC ANH Page 81 LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: TS ĐỖ ĐỨC NAM k2 = 0; k3 = 0; k4 = IG11; k5 = IG22; k6 = IG33; k7 = d1*mb + d2*mg; k8 = d1^2*mb + d2^2*mg; k9 = k1 + k8 + d1^2*ml; k10 = k4 - k6; a= k7*g /(k9+2*k4); b= -2*omega*IG33/(k9+2*k4); c = omega*IG33/k5; b1 = 1/(2*k5); if %(first_time == 0) % run once to get K A = [0 0; 0 c; 0 1; b a 0]; B=[0; b1; 0; 0]; C=[1 0]; D = 0; SYS = ss(A,B,C,D); G = tf(SYS); P=[-10 -10 -10 -10]; K=acker(A,B,P); first_time = 1; end K = [-0.0391 0.0000 -2.6483 -2.9618]*1.0e3; %State Definitions: % x1 = alpha % x2 = alpha_dot % x3 = phi % x4 = phi_dot % design controller: using pole placement method M_u = -K*x; u=M_u; %Plant Equations dx(1) = x(2); HV: NGÔ ĐỨC ANH Page 82 LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: TS ĐỖ ĐỨC NAM dx(2) = (2*x(4)*omega*IG33 + M_u)/(2*k5); %% changed one sign dx(3) = x(4); dx(4) = (k7*g*x(3) - 2*x(2)*omega*IG33)/(k9+2*k4); dx=dx'; function dx = gyroderiv(t,x) global u u_1 u_2 u_3 u_4 u_5 u_6 G G_1 G_2 G_3 G_4 G_5 G_6 first_time % cac hang so mb = 36; wb = 9; hb = 1.174; mg = 2.; rg = 0.07; hg = 0.1; ml=80; hl=1.2; rl=0.4; d1 = hl; d2 = 0.191; IG11 = (mg*(rg^2)/4) + (mg*(hg^2)/12); IG22 = mg*(rg^2)/2; IG33 = IG11; IB11 = (mb/12)*wb^2*hb^2; IL11 = (ml*(rl^2)/4) + (ml*(hl^2)/12); omega = 3000*0.10472;% (rpm * conversion factor = rad/sec) phi = 0; % desired dynamics alpha_des = 0; phi_des = 0; % constants g = 9.81; % acceleration of gravity HV: NGÔ ĐỨC ANH Page 83 LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: TS ĐỖ ĐỨC NAM %CONTROLLER PARAMETERS: %linearized coefficients k1 = IB11; k2 = 0; k3 = 0; k4 = IG11; k5 = IG22; k6 = IG33; k7 = d1*mb + d2*mg; k8 = d1^2*mb + d2^2*mg; k9 = k1 + k8 + d1^2*ml; k10 = k4 - k6; a= k7*g /(k9+2*k4); b= -2*omega*IG33/(k9+2*k4); c = omega*IG33/k5; b1 = 1/(2*k5); if %(first_time == 0) % run once to get K A = [0 0; 0 c; 0 1; b a 0]; B=[0; b1; 0; 0]; C=[1 0]; D = 0; SYS = ss(A,B,C,D); G = tf(SYS); P=[-10 -10 -10 -10]; K=acker(A,B,P); first_time = 1; end K = [-0.0391 0.0004 -2.9618]*1.0e3; %State Definitions: % x1 = alpha % x2 = alpha_dot % x3 = phi % x4 = phi_dot HV: NGÔ ĐỨC ANH Page 84 LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: TS ĐỖ ĐỨC NAM % design controller: using pole placement method M_u = -K*x; u=M_u; %Plant Equations dx(1) = x(2); dx(2) = (2*x(4)*omega*IG33 + M_u)/(2*k5); %% changed one sign dx(3) = x(4); dx(4) = (k7*g*x(3) - 2*x(2)*omega*IG33)/(k9+2*k4); dx=dx'; function dx = gyroderiv(t,x) global u u_1 u_2 u_3 u_4 u_5 u_6 G G_1 G_2 G_3 G_4 G_5 G_6 first_time % cac hang so mb = 36; wb = 9; hb = 1.174; mg = 2.; rg = 0.07; hg = 0.1; ml=80; hl=1.2; rl=0.4; d1 = hl; d2 = 0.191; IG11 = (mg*(rg^2)/4) + (mg*(hg^2)/12); IG22 = mg*(rg^2)/2; IG33 = IG11; IB11 = (mb/12)*wb^2*hb^2; IL11 = (ml*(rl^2)/4) + (ml*(hl^2)/12); omega = 3000*0.10472;% (rpm * conversion factor = rad/sec) phi = 0; % desired dynamics alpha_des = 0; phi_des = 0; % constants g = 9.81; % acceleration of gravity %CONTROLLER PARAMETERS: %linearized coefficients k1 = IB11; k2 = 0; HV: NGÔ ĐỨC ANH Page 85 LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: TS ĐỖ ĐỨC NAM k3 = 0; k4 = IG11; k5 = IG22; k6 = IG33; k7 = d1*mb + d2*mg; k8 = d1^2*mb + d2^2*mg; k9 = k1 + k8 + d1^2*ml; k10 = k4 - k6; a= k7*g /(k9+2*k4); b= -2*omega*IG33/(k9+2*k4); c = omega*IG33/k5; b1 = 1/(2*k5); if %(first_time == 0) % run once to get K A = [0 0; 0 c; 0 1; b a 0]; B=[0; b1; 0; 0]; C=[1 0]; D = 0; SYS = ss(A,B,C,D); G = tf(SYS); P=[-10 -10 -10 -10]; K=acker(A,B,P); first_time = 1; end K = [-0.0391 0.0004 2.6483 -2.9618]*1.0e3; %State Definitions: % x1 = alpha % x2 = alpha_dot % x3 = phi % x4 = phi_dot % design controller: using pole placement method M_u = -K*x; u=M_u; %Plant Equations dx(1) = x(2); dx(2) = (2*x(4)*omega*IG33 + M_u)/(2*k5); %% changed one sign dx(3) = x(4); dx(4) = (k7*g*x(3) - 2*x(2)*omega*IG33)/(k9+2*k4); dx=dx'; HV: NGÔ ĐỨC ANH Page 86 ... từ quay hồi chuyển, mô men vuông góc với trục quay quay hồi chuyển Nội dung nghiên cứu luận văn “ Nghiên cứu, tính toán hệ thống cân sử dụng quay hồi chuyển phƣơng tiện di chuyển hai bánh “ Tính. .. Phƣơng tiện di chuyển hai bánh sử dụng quay hồi chuyển: Mẫu bao gồm đế, hai bánh xe, quay hồi chuyển, động dẫn động bánh đà, khớp vạn năng, hệ thống cảm biến trạng thái cân cân xe Con quay hồi chuyển. .. điện tử ổn định cân có rò rỉ chất lỏng 2.2 Phƣơng tiện di chuyển bánh quay hồi chuyển: Phương tiện di chuyển bánh tự cân hệ thống quay hồi chuyển ổn định hệ thống đặt bên bánh xe Hệ thống bao gồm