Điều khiển hệ pendubot dùng kỹ thuật điều khiển trượt

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HCM - NGUYỄN HỒNG PHÚC ĐIỀU KHIỂN HỆ PENDUBOT DÙNG KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN TRƯỢT LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành : KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ Mã số ngành: 60520114 TP HỒ CHÍ MINH, tháng 12 năm 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HCM - NGUYỄN HỒNG PHÚC ĐIỀU KHIỂN HỆ PENDUBOT DÙNG KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN TRƯỢT LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ Mã số ngành: 60520114 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN THANH PHƯƠNG TP HỒ CHÍ MINH, tháng 12 năm 2013 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu Luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tơi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực Luận văn cảm ơn thơng tin trích dẫn Luận văn rõ nguồn gốc Học viên thực Luận văn Nguyễn Hồng Phúc LỜI CÁM ƠN Để hoàn thành chương trình cao học thực đề tài này, tác giả nhận hướng dẫn, giúp đỡ nhiệt tình từ Q thầy cơ, bạn bè, đồng nghiệp gia đình Trước hết, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS Nguyễn Thanh Phương, người dành nhiều thời gian tâm huyết để hướng dẫn tác giả suốt trình học tập thực luận văn Tác giả chân thành cảm ơn Quý thầy cô khoa Cơ điện tử Trường Đại học Cơng nghệ Thành phố Hồ Chí Minh cung cấp kiến thức tạo điều kiện tốt để tác giả thực đề tài Xin cảm ơn Q thầy phòng Quản lý khoa học – Đào tạo sau đại học Trường Đại học Công nghệ Thành phố Hồ Chí Minh tạo điều kiện học tập tốt cho tơi suốt q trình học tập Trường Chân thành gửi lời cảm ơn đến Ban lãnh đạo Trường Trung Cấp Kinh Tế - Kỹ Thuật Nguyễn Hữu Cảnh thầy cô đồng nghiệp nơi công tác, giúp đỡ tạo điều kiện để tác giả hồn thành tốt khóa học Cuối cùng, tác giả xin gửi lời cảm ơn đến gia đình bạn bè động viên vật chất tinh thần cho tác giả suốt trình học tập thực luận văn Xin trân trọng biết ơn! Người thực NGUYỄN HỒNG PHÚC TÓM TẮT Con lắc quay Pendubot đối tượng có độ phi tuyến cao đại diện tiêu biểu cho hệ thống có ngõ vào nhiều ngõ SIMO (Single–Input–Multi–Output) Pendubot bao gồm hai quay hai khớp nối Hai vai khủy, khớp vai khớp nhận kích thích khớp khủy khớp bị động So với hệ thống thơng thường có ngõ vào ngõ SISO (Single–Input– Single –Output), điều khiển cho hệ SIMO có cấu tạo phức tạp hẳn Mục tiêu luận văn điều khiển pendubot di chuyển từ vị trí ổn định hướng xuống, lên vị trí khơng ổn định đảo ngược cân theo phương thẳng đứng Bộ điều khiển trượt đa bậc xây dựng để điều khiển hệ thống lắc quay SIMO Mơ hình tốn đối tượng điều khiển trượt đa bậc xây dựng mô phần mềm Matlab/Simulink Từ kết mô phỏng, ta chứng minh điều khiển trượt đa bậc điều khiển tốt đối tượng SIMO Pendubot Đây sở để ta áp dụng điều khiển vào mơ hình thật ABSTRACT Pendulum Robot (Pendubot) is a nonlinear object and it is representative of a Single– Input–Multi–Output system (SIMO) Pendubot includes two rotary bars on two joints Two bars are shoulder and elbow respectively, shoulder joint is received the stimulus and elbow joint is a passive joint Compared with the normal system – a Single–Input–Single– Output system (SISO), SIMO system controller is designed with much more complex The objective of the thesis is control pendubot to move from stable downward position to unstable inverted position and balance it vertically The multi-level sliding controller will be built to control the pendulum Robot SIMO system Mathematical model of the object and multi-level sliding controller will be built by simulator software Matlab / Simulink From the simulation results, we will demonstrate that the multi-level sliding mode controller can control SIMO Pendubot subject This is our basis for applying the model in real control MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CÁM ƠN ii TÓM TẮT iii ABSTRACT i v MỤC LỤC v LỜI MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN 30 1.1 Tổng quan chung lĩnh vực nghiên cứu, kết nghiên cứu ngồi nước cơng bố .30 1.2 Mục tiêu, khách thể đối tượng nghiên cứu 31 1.3 Nhiệm vụ đề tài phạm vi nghiên cứu 31 1.4 Phương pháp nghiên cứu 31 Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT 33 2.1 Điều khiển trượt 33 2.2 Điều khiển trượt đa bậc cho hệ thống SIMO 38 Chương MƠ HÌNH TỐN HỌC PENDUBOT 46 Chương THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN CHO PENDUBOT 53 4.1 Thiết kế điều khiển trượt cho hệ thống 53 4.2 Phân tích ổn định 57 4.3 Kết luận 60 Chương MÔ PHỎNG 5.1 Mô luật điều khiển hệ thống 60 5.2 Hiện tượng chattering 67 5.3 Nhiễu trắng 80 5.4 Kết luận 86 Chương KẾT LUẬN 87 6.1 Kết luận chung 87 6.2 Hướng phát triển luận văn 87 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 5.1: Các thông số Pendubot Bảng 5.2: Giá trị thông số q1 , q2 , q3 , q4 , q5 Bảng 5.3: Biên độ tượng chattering tín hiệu hệ thống Bảng 5.4: Biên độ tượng chattering tín hiệu hệ thống giảm hệ số η Bảng 5.5: Biên độ tượng chattering thay hàm signum hàm saturation Bảng 5.6: Biên độ tượng chattering tín hiệu hệ thống giảm hệ số η thay hàm signum hàm saturation Bảng 5.7: So sánh biên độ tượng chattering tín hiệu hệ thống Bảng 5.8: Biên độ dao động tín hiệu hệ thống bị ảnh hưởng nhiễu với cường độ thấp Bảng 5.9: Biên độ dao động tín hiệu hệ thống bị ảnh hưởng nhiễu với cường độ cao Bảng 5.10: Biên độ dao động tín hiệu hệ thống có nhiễu tác dụng hai trường hợp Trang 61 Trang 61 Trang 69 Trang 72 Trang 76 Trang 79 Trang 80 Trang 83 Trang 85 Trang 86 DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình 2.1: Quĩ đạo trạng thái chế độ trượt Hình 2.2: Hàm Signum Hình 2.3: Hiện tượng chattering Hình 2.4: Hàm Saturation Hình 2.5: Cấu trúc đa bậc mặt trượt Hình 3.1: Cấu trúc Pendubot Hình 3.2 : Bốn điểm cân hệ thống Hình 4.1: Mơ tả mục tiêu điều khiển điều khiển trượt Hình 4.2: Cấu trúc mặt trượt đa bậc Hình 5.1: Mơ hình simulink Hình 5.2: Góc θ1 θ vẽ hệ trục tọa độ Hình 5.3: Góc θ1 θ vẽ riêng lẻ Hình 5.4: Vận tốc hai vẽ hệ trục tọa độ Hình 5.5: Vận tốc hai vẽ riêng lẻ Hình 5.6: Các mặt trượt S1 , s2 S vẽ hệ trục tọa độ Hình 5.7: Các mặt trượt S1 , s2 S vẽ riêng lẻ Hình 5.8: Tín hiệu ngõ vào τ = u Hình 5.9: Tín hiệu điều khiển u (t ) với tượng chattering Hình 5.10: Góc θ1 θ với tượng chattering Hình 5.11: Các mặt trượt S1 , s2 S với tượng chattering Hình 5.12: Tín hiệu điều khiển u (t ) giảm hệ số η = 0,1 Hình 5.13: Khảo sát biên độ tín hiệu điều khiển u (t ) giảm hệ số η = 0,1 Hình 5.14: Góc θ1 θ giảm hệ số η = 0,1 Hình 5.15: Khảo sát biên độ tín hiệu góc θ1 θ giảm hệ số η = 0,1 Hình 5.16: Các mặt trượt S1 , s2 S giảm hệ số η = 0,1 Hình 5.17: Khảo sát biên độ tín hiệu mặt trượt S1 , Trang 35 Trang 35 Trang 37 Trang 37 Trang 39 Trang 46 Trang 52 Trang 54 Trang 55 Trang 62 Trang 63 Trang 64 Trang 64 Trang 65 s2 Trang 72 S giảm hệ số η = 0,1 Hình 5.18: Tín hiệu điều khiển u (t ) thay hàm signum hàm saturation Hình 5.19: Khảo sát biên độ tín hiệu điều khiển u (t ) thay hàm signum hàm saturation Hình 5.20: Góc θ1 θ thay hàm signum hàm saturation Hình 5.21: Khảo sát biên độ tín hiệu góc θ1 θ thay hàm signum hàm saturation Trang 65 Trang 66 Trang 66 Trang 67 Trang 68 Trang 68 Trang 69 Trang 70 Trang 70 Trang 71 Trang 71 Trang 73 Trang 73 Trang 74 Trang 74 Hình 5.22: Các mặt trượt S1 , s2 S thay hàm signum hàm saturation Hình 5.23: Khảo sát biên độ tín hiệu mặt trượt S1 , s2 S thay hàm signum hàm saturation Hình 5.24: Tín hiệu điều khiển u (t ) giảm hệ số η = 0,1 thay đổi hàm signum hàm saturation Hình 5.25: Khảo sát biên độ tín hiệu điều khiển u (t ) giảm hệ số η = 0,1 thay đổi hàm signum hàm saturation Hình 5.26: Góc θ1 θ giảm hệ số η = 0,1 thay đổi hàm signum hàm saturation Hình 5.27: Khảo sát biên độ tín hiệu góc θ1 θ giảm hệ số η = 0,1 thay đổi hàm signum hàm saturation Hình 5.28: Các mặt trượt S1 , s2 S giảm hệ số η = 0,1 thay đổi hàm signum hàm saturation Trang 75 Trang 75 Trang 76 Trang 77 Trang 77 Trang 78 Trang 78 Hình 5.29: Khảo sát biên độ tín hiệu mặt trượt S1 , s2 S giảm hệ số η = 0,1 thay đổi hàm signum hàm saturation Trang 79 Hình 5.30: Hệ thống pendubot thêm tín hiệu nhiễu trắng Trang 80 Hình 5.31: Tín hiệu ngõ vào bị ảnh hưởng nhiễu cường độ thấp Trang 81 Hình 5.32: Góc θ1 θ bị ảnh hưởng nhiễu cường độ thấp Trang 81 Hình 5.33: Vận tốc góc θ1 θ2 bị ảnh hưởng nhiễu cường độ thấp Trang 82 Hình 5.34: Các mặt trượt S1 , s2 S bị ảnh hưởng nhiễu cường độ thấp Trang 82 Hình 5.35: Tín hiệu ngõ vào bị ảnh hưởng nhiễu cường độ cao Trang 83 Hình 5.36: Góc θ1 θ bị ảnh hưởng nhiễu cường độ cao Trang 84 Hình 5.37: Vận tốc góc θ1 θ2 bị ảnh hưởng nhiễu cường độ cao Trang 84 Hình 5.38: Các mặt trượt S1 , s2 S bị ảnh hưởng nhiễu cường độ cao Trang 85 [N] [rad] [rad] [rad] [rad] [rad] Nhận xét: với việc chọn hệ số η = 0,1 , thông qua số liệu bảng 5.4 ta thấy biên độ tượng chattering tín hiệu hệ thống có giảm xuống, tần số dao động không thay đổi 5.2.2 Thay hàm signum hàm saturation Việc thay hàm signum hàm saturation nhằm mục đích giảm thay đổi tức thời Đáp ứng hệ thống trình bày hình 5.18, hình 5.20 hình 5.22 tol 0.5 Control input -0.5 -1 -1.5 -2 -2.5 -3 10 15 time(s) 20 25 30 Hình 5.18: Tín hiệu điều khiển u (t ) thay hàm signum hàm saturation 0.05 tol 0.04 0.03 Control input 0.02 0.01 -0.01 -0.02 -0.03 -0.04 -0.05 10 15 time(s) 20 25 30 Hình 5.19: Khảo sát biên độ tín hiệu điều khiển u (t ) thay hàm signum hàm saturation theta1 -1 theta1 -2 10 15 time(s) 20 25 30 theta2 theta2 -2 10 15 time(s) 20 25 30 Hình 5.20: Góc θ1 θ thay hàm signum hàm saturation 1.5714 theta1 1.5712 theta1 1.571 1.5708 1.5706 1.5704 1.5702 x 10 10 15 time(s) 20 25 30 -3 theta2 theta2 0.5 -0.5 -1 10 15 time(s) 20 25 30 Hình 5.21: Khảo sát biên độ tín hiệu góc θ1 θ thay hàm signum hàm saturation S1=s1 50 S1=s1 -50 10 15 time(s) 20 25 30 10 s2 s2 -10 10 15 time(s) 20 25 30 S2 S2 -50 -100 10 15 time(s) 20 25 30 Hình 5.22: Các mặt trượt S1 , s2 S thay hàm signum hàm saturation S1=s1 -3 S1=s1 -5 20 s2 x 10 x 10 10 15 time(s) 20 25 30 -3 s2 10 0 S2 x 10 10 15 time(s) 20 25 -3 S2 -5 30 10 15 time(s) 20 25 30 Hình 5.23: Khảo sát biên độ tín hiệu mặt trượt S1 , s2 S thay hàm signum hàm saturation Bảng 5.5 liệt kê biên độ tượng chattering tín hiệu hệ thống thay hàm signum hàm saturation Bảng 5.5: Biên độ tượng chattering thay hàm signum hàm saturation u (t ) θ1 θ2 S1 s2 S2 5,7 × 10 −3 × 10 −4 1,5 × 10 −4 × 10 −3 × 10 −3 16 × 10 −4 [rad] [rad] [rad] [rad] [N] [rad] Nhận xét: qua việc thay hàm signum hàm saturation, quan sát hình 5.19, hình 5.21 hình 5.23 số liệu bảng 5.5 ta thấy tần số dao động hệ thống giảm xuống biên độ tượng chattering cao Để khắc phục ta kết hợp hai cách này: giảm hệ số η thay hàm signum hàm saturation 5.2.3 Giảm hệ số η thay hàm signum hàm saturation Các tín hiệu hệ thống thể qua hình 5.24, hình 5.26, hình 5.28 tol 0.5 Control input -0.5 -1 -1.5 -2 -2.5 -3 10 15 time(s) 20 25 30 Hình 5.24: Tín hiệu điều khiển u (t ) giảm hệ số η = 0,1 thay đổi hàm signum hàm saturation 0.05 tol 0.04 0.03 Control input 0.02 0.01 -0.01 -0.02 -0.03 -0.04 -0.05 10 15 time(s) 20 25 30 Hình 5.25: Khảo sát biên độ tín hiệu điều khiển u (t ) giảm hệ số η = 0,1 thay đổi hàm signum hàm saturation theta1 -1 theta1 -2 10 15 time(s) 20 25 30 theta2 theta2 -2 10 15 time(s) 20 25 30 Hình 5.26: Góc θ1 θ giảm hệ số η = 0,1 thay đổi hàm signum hàm saturation 1.5714 theta1 1.5712 theta1 1.571 1.5708 1.5706 1.5704 1.5702 x 10 10 15 time(s) 20 25 30 -3 theta2 theta2 0.5 -0.5 -1 10 15 time(s) 20 25 30 Hình 5.27: Khảo sát biên độ tín hiệu góc θ1 θ giảm hệ số η = 0,1 thay đổi hàm signum hàm saturation S1=s1 50 S1=s1 -50 10 15 time(s) 20 25 30 10 s2 s2 -10 10 15 time(s) 20 25 30 100 S2 S2 -100 10 15 time(s) 20 25 30 Hình 5.28: Các mặt trượt S1 , s2 S giảm hệ số η = 0,1 thay đổi hàm signum hàm saturation x 10 S1=s1 S1=s1 -5 x 10 20 s2 -3 10 15 time(s) 20 25 30 -3 s2 10 0 x 10 S2 5 10 15 time(s) 20 25 -3 S2 -5 30 10 15 20 25 30 time(s) Hình 5.29: Khảo sát biên độ tín hiệu mặt trượt S1 , s2 S giảm hệ số η = 0,1 thay đổi hàm signum hàm saturation Bảng 5.6 liệt kê biên độ tượng chattering tín hiệu hệ thống giảm hệ số η = 0,1 thay đổi hàm signum hàm saturation Bảng 5.6: Biên độ tượng chattering tín hiệu hệ thống giảm hệ số η thay hàm signum hàm saturation u (t ) θ1 θ2 S1 s2 2,5 × 10 −3 × 10 −4 × 10 −4 2,5 × 10 −3 × 10 −3 S2 [rad] [rad] [rad] [rad] [N] [rad] Nhận xét: giảm hệ số η thay hàm signum hàm saturation, tần số dao động tín hiệu hệ thống tiếp tục giảm biên độ tượng chattering giảm so với lúc ban đầu Bảng 5.7 đưa kết so sánh biên độ tượng chattering tín hiệu hệ thống ba trường hợp Bảng 5.7: So sánh biên độ tượng chattering tín hiệu hệ thống Hiện tượng Trường hợp Trường hợp Trường hợp Giảm hệ số η Thay hàm Giảm hệ số η signum thay hàm signum hàm saturation hàm saturation 2,5 × 10 −3 × 10 −4 × 10 −4 2,5 × 10 −3 × 10 −3 chattering u (t ) [N] θ1 [rad] θ [rad] S1 [rad] s2 [rad] S [rad] 0,157 −3 2,8 × 10 × 10 × 10 −4 4,6 × 10 −4 1,5 × 10 −4 2,2 × 10 −4 0,9 × 10 −3 2,1 × 10 −3 2,5 × 10 −3 2,7 × 10 −3 1,5 × 10 −4 Nhận xét: có trường hợp thứ −4 −3 5,7 × 10 × 10 −4 1,5 × 10 −4 × 10 −3 × 10 −3 16 × 10 −4 cho mặt trượt S ≈ Biên độ tín hiệu điều khiển u (t ) đáp ứng hệ thống góc θ1 , góc θ giảm so với lúc ban đầu Nên trường hợp trường hợp tốt cho việc giảm tượng chattering 5.3 Nhiễu trắng Khi hoạt động thực tế, hệ thống bị nhiễu Để khảo sát tượng trên, ta xét hệ thống thêm tín hiệu nhiễu trắng hình 5.30 30 t Clock To Workspace u tol theta1 thea2 To Workspace3 SMC dtheta1 dtheta2 pendubot Demux x To Workspace2 S-Function1 S-Function S1, s2, S2 S1 To Workspace1 Time Scope Band-Limited White Noise s2 To Workspace5 theta1 theta2 dtheta1 dtheta2 S2 To Workspace4 Hình 5.30: Hệ thống pendubot thêm tín hiệu nhiễu trắng Cường độ nhiễu ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động hệ thống Xét trường hợp có nhiễu với cường độ thấp đến cao để khảo sát đáp ứng hệ thống 5.3.1 Hệ thống bị ảnh hưởng Nhiễu trắng 5.3.1.1 Hệ thống bị ảnh hưởng Nhiễu trắng với cường độ thấp Khi hệ thống có góp mặt nhiễu trắng với cường độ thấp, tín hiệu điều khiển đáp ứng hệ thống hình 5.31, hình 5.32, hình 5.33 hình 5.34 tol 0.5 Control input -0.5 -1 -1.5 -2 -2.5 -3 10 15 time(s) 20 25 30 Hình 5.31: Tín hiệu ngõ vào u ( t ) bị ảnh hưởng nhiễu cường độ thấp theta1 theta2 theta1 + theta2 -1 -2 10 15 time(s) 20 25 30 Hình 5.32: Góc θ1 θ bị ảnh hưởng nhiễu cường độ thấp dtheta1 dtheta2 dtheta1 + dtheta2 -5 -10 10 15 time(s) 20 25 30 Hình 5.33: Vận tốc góc θ1 θ2 bị ảnh hưởng nhiễu cường độ thấp 10 Sliding mode -10 -20 -30 -40 S1=s1 s2 S2 -50 -60 10 15 time(s) 20 25 30 Hình 5.34: Các mặt trượt S1 , s2 S bị ảnh hưởng nhiễu cường độ thấp Bảng 5.8 liệt kê biên độ dao động tín hiệu hệ thống bị ảnh hưởng nhiễu với cường độ thấp Bảng 5.8: Biên độ dao động tín hiệu hệ thống bị ảnh hưởng nhiễu với cường độ thấp u (t ) 0,05 [N] θ1 θ2 θ1 × 10 −2 × 10 −2 × 10 −2 θ2 0,1 S1 0,1 s2 0,1 S2 0,3 [rad/s] [rad] [rad] [rad] [rad] [rad] [rad/s] Nhận xét: Khi nhiễu có cường độ thấp Tín hiệu điều khiển u ( t ) , góc θ1 θ bị dao động với biên độ nhỏ, hệ thống ổn định quanh vị trí cân 5.3.1.2 Hệ thống bị ảnh hưởng Nhiễu trắng với cường độ cao Khi hệ thống có góp mặt nhiễu trắng có cường độ cao, tín hiệu điều khiển đáp ứng hệ thống hình 5.35, hình 5.36, hình 5.37 hình 5.38 tol 1.5 Control input 0.5 -0.5 -1 -1.5 -2 -2.5 -3 10 15 time(s) 20 25 30 Hình 5.35: Tín hiệu ngõ vào u ( t ) bị ảnh hưởng nhiễu cường độ cao theta1 theta2 theta1 + theta2 -1 -2 10 15 time(s) 20 25 30 Hình 5.36: Góc θ1 θ bị ảnh hưởng nhiễu cường độ cao dtheta1 dtheta2 dtheta1 + dtheta2 -5 -10 10 15 time(s) 20 25 30 Hình 5.37: Vận tốc góc θ1 θ2 bị ảnh hưởng nhiễu cường độ cao 20 S1=s1 s2 S2 10 Sliding mode -10 -20 -30 -40 -50 -60 10 15 time(s) 20 25 30 Hình 5.38: Các mặt trượt S1 , s2 S bị ảnh hưởng nhiễu cường độ cao Bảng 5.9 liệt kê biên độ dao động tín hiệu hệ thống bị ảnh hưởng nhiễu với cường độ cao Bảng 5.9: Biên độ dao động tín hiệu hệ thống bị ảnh hưởng nhiễu với cường độ cao u (t ) 1,55 [N] θ1 θ1 1,5 θ2 4,9 S1 s2 S2 4,3 × 10 −2 θ2 0,5 5 10 [rad] [rad] [rad/s] [rad/s] [rad] [rad] [rad] Nhận xét: Khi nhiễu có cường độ cao, tín hiệu điều khiển u ( t ) , góc θ1 θ bị dao động nhiều Lúc tín hiệu điều khiển u ( t ) góc θ1 θ khơng ổn định quanh vị trí cân Bảng 5.10 so sánh biên độ dao động tín hiệu hệ thống có nhiễu tác dụng Bảng 5.10: Biên độ dao động tín hiệu hệ thống có nhiễu tác dụng hai trường hợp u (t ) [N] θ1 [rad] θ [rad] θ [rad/s] Nhiễu trắng có cường độ cao 1,55 Nhiễu trắng có cường độ thấp 0,05 4,3 × 10 −2 0,5 1,5 1× 10 −2 1× 10 −2 × 10 −2 0,1 4,9 θ2 [rad/s] 0,1 S1 [rad] 0,1 s2 [rad] 0,3 10 S [rad] Nhận xét: tín hiệu nhiễu có cường độ thấp đáp ứng hệ thống bị tượng vọt lố tức hệ thống hoạt động tốt 5.4 Kết luận Chương mô thành công luật điều khiển cho hệ Pendubot Tiếp theo, phương pháp giảm tượng chattering so sánh qua kết mô Cuối mô đáp ứng hệ thống bị ảnh hưởng nhiễu trắng với cường độ thấp cao Chương KẾT LUẬN 6.1 Kết luận chung Bộ điều khiển trượt đa bậc thiết kế để điều khiển hệ Pendubot di chuyển từ vị trí cân ổn định lên vị trí cân bất ổn định giữ thăng cho hệ điểm bất ổn định Cấu trúc đa bậc mặt trượt thiết kế dựa đặc tính hệ thống Luật điều khiển đưa cuối việc ổn định tiệm cận mặt trượt chứng minh lý thuyết bổ đề Barbalat Và ổn định tiệm cận hai mặt trượt chứng minh Các thông số cận mặt trượt chọn dựa mặt trượt chứng minh Kết mơ kiểm chứng tính khả thi cho việc thiết kế chiến lược điều khiển cho hệ cách đắn Hệ thống ổn định bị tác dụng nhiễu với cường độ thấp, cường độ nhiễu lên cao hệ thống khơng ổn định 6.2 Hướng phát triển luận văn Thi công thực tế để kiểm chứng tính khả thi việc thiết kế chiến lược điều khiển cho hệ Pendubot TÀI LIỆU THAM KHẢO [13] M.W Spong, and D.J Block, The Pendubot: a mechatronic system for control research and education, Proceedings of the 34th IEEE Conference on Decision and Control , vol.1, pp 555–556, Dec 1995 [14] X.Q Ma and C.Y Su, A new fuzzy approach for swing up control of Pendubot, Proceedings of the 2002 American Control Conference, vol.2, pp.1001–1006, May 2002 [15] M.J Zhang and T.J Tarn, Hybrid control of the Pendubot, IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, vol 7, pp.79–86, March 2002 [16] I Fantoni, R Lozano, and M.W Spong, Energy based control of the Pendubot, IEEE Transactions on Automatic Control, vol 45, pp.725–729, April 2000 [17] I Fantoni, R Lozano, and M.W Spong, Passivity based control of the Pendubot, Proceedings of the 1999 American Control Conference, vol.1, pp 268–272, June 1999 [18] W Wang, J Yi, D Zhao and X Liu, Adaptive sliding mode controller for an underactuated manipulator, Proceedings of 2004 International Conference on Machine Learning and Cybernetics, vol.2, pp.882–887, Aug 2004 [19] M Reyhanoglu, A van der Schaft, N.H Mcclamroch, and I Kolmanovsky, Dynamics and control of a class of underactuated mechanical systems, IEEE Transactions on Automatic Control, vol 44, pp.1663–1671, Sept 1999 [20] O Kaynak, K Erbatur, and M Ertugrul, The fusion of computationally intelligent methodol ogies and sliding - mode control - A survey, IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol 48, pp 4–12, February 2001 [21] C.M Lin, and Y.J Mon, Decoupling control by hierarchical fuzzy sliding-mode controller, IEEE Transactions on Control Systems Technology, vol 13, pp 593–598, July 2005 [22] W Wang, J Yi, D Zhao, and D Liu, Design of a stable sliding-mode controller for a class of second-order underactuated systems, IEE Proceedings - Control Theory and Applications, vol 151, pp 683–690, November 2004 [23] Dianwei Qian, Jianqiang Yi and Dongbin Zhao, Hierarchical sliding mode control for a class of SIMO under-actuated systems, Control and Cybernetics vol 37 (2008) ... mặt trượt, điều khiển chuyển mạch lớp thứ hai đưa mặt trượt Điều làm cho trạng thái hệ thống trượt bề mặt trượt lớp thứ hai Và trạng thái hệ thống trượt mặt trượt 6.4 Mơ luật điều khiển hệ thống... nhiều nhà khoa học chuyên ngành điều khiển tự động Là học viên yêu thích lĩnh vực điều khiển tự động, tác giả chọn đề tài Điều Khiển Pendubot Dùng Kỹ Thuật Điều Khiển Trượt với mong muốn tìm hiểu... điều khiển tổng quát, có điều khiển chuyển mạch điều khiển trượt lớp thứ hai làm việc điều khiển chuyển mạch điều khiển trượt lớp thứ gộp vào trình suy diễn Trong trình động học, trạng thái hệ