Nâng cao thực thi điều khiển omni directional mobile robot

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐƯỜNG KHÁNH SƠN NÂNG CAO THỰC THI ĐIỀU KHIỂN OMNI-DIRECTIONAL MOBILE ROBOT CHUYÊN NGÀNH : KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ MÃ SỐ : 60 52 68 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 06 năm 2013 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA –ĐHQG -HCM Cán hướng dẫn khoa học : (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét : (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét : (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày tháng năm Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ) Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA………… ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Ngày, tháng, năm sinh: Chuyên ngành: Đường Khánh Sơn 23/02/1988 Kỹ thuật Cơ điện Tử MSHV: 11396010 Nơi sinh: Bạc Liêu Mã số : 60 52 68 I TÊN ĐỀ TÀI: NÂNG CAO THỰC THI ĐIỀU KHIỂN OMNI-DIRECTIONAL MOBILE ROBOT II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Thiết kế, chế tạo mơ hình robot di động đa hướng ba bánh phục vụ cho nghiên cứu giải thuật điều khiển bám quỹ đạo -Xây dựng mơ hình động lực học robot dạng đầy đủ bao gồm phần tử phi tuyến mối liên hệ phi tuyến chúng -Thiết kế điều khiển robot dùng phương pháp TLC Bên cạnh sử dụng thêm phương pháp PI, self-tuning fuzzy PI để đánh giá hiệu phương pháp điều khiển robot -Mô máy tính thử nghiệm thực tế mơ hình để kiểm chứng lý thuyết III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 21/01/2013 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 21/06/2013 V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Ghi rõ học hàm, học vị, họ, tên): PGS.TS.Từ Diệp Công Thành CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Họ tên chữ ký) Tp HCM, ngày 21 tháng 06 năm 2013 CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO (Họ tên chữ ký) TRƯỞNG KHOA….……… (Họ tên chữ ký) i LỜI CÁM ƠN Tôi xin đƣợc gởi lời cám ơn đến tất quý thầy cô môn Cơ-Điện Tử trƣờng Đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh truyền đạt nhiều kiến thức hữu ích giúp thực đƣợc đề tài luận văn Tôi xin chân thành cám ơn PGS TS Từ Diệp Cơng Thành tận tình hƣớng dẫn tơi suốt thời gian thực luận văn Cùng với lời động viên hỗ trợ trang thiết bị thầy giúp tơi có nhiều thuận lợi để hồn thành đề tài Đặc biệt tơi xin gởi lời biết ơn sâu sắc đến gia đình tạo điều kiện tốt cho suốt trình thực luận văn Tơi xin gởi lời cám ơn đến bạn bè, đồng nghiệp có hỗ trợ nhƣ động viên chia sẻ kinh nghiệm cho thời gian qua Xin trân trọng cám ơn! Tp Hồ Chí Minh ngày 20 tháng 06 năm 2013 Đƣờng Khánh Sơn HVTH: Đƣờng Khánh Sơn ii TĨM TẮT Luận văn trình bày phƣơng pháp điều khiển bám quỹ đạo cho threewheeled omni-directional mobile robot giải thuật Trajectory Linearization Control (TLC) TLC phƣơng pháp thiết kế điều khiển phi tuyến, kết hợp nghịch đảo động lực học phi tuyến ổn định hồi tiếp tuyến tính thay đổi theo thời gian TLC đạt đƣợc ổn định hàm mũ dọc theo quỹ đạo đặt, cho ta độ ổn định bền vững chất lƣợng dọc theo quỹ đạo mà không cần nội suy độ lợi điều khiển Do TLC giải toán điều khiển hệ MIMO phi tuyến với chất lƣợng tốt Trƣớc tiên mơ hình động lực học robot dƣới dạng đầy đủ bao gồm phần tử phi tuyến mối liên hệ phi tuyến chúng đƣợc xây dựng Sau thiết kế TLC để điều khiển robot bám theo quỹ đạo cho trƣớc Bên cạnh luận văn sử dụng thêm điều khiển PI, self-tuning fuzzy PI để đánh giá hiệu phƣơng pháp điều khiển robot Dựa kết mơ máy tính luận văn tiến hành thực nghiệm mơ hình đƣợc chế tạo để kiểm chứng kết lý thuyết HVTH: Đƣờng Khánh Sơn iii ABSTRACT This thesis presents a method of tracking control three-wheeled omnidirectional mobile robot using Trajectory Linearization Control based on a nonlinear dynamic robot model TLC combines nonlinear dynamic inversion and linear time-varying feedback stabilization The controller achieves exponential stability along the nominal trajectory It provides robust stability and performance along the trajectory without interpolation of controller gains Therefore, the robust tracking control for nonlinear dynamic systems is achieved TLC has been successfully applied to several applications On the first part, the detail model of three-wheeled omni-directional mobile robot is derived, including nonlinear elements and nonlinear coupling between them The latter part introduce the design of TLC for tracking control three-wheeled omni-directional mobile robot to follow the trajectory In addition, the thesis uses a number of PI and self-tuning fuzzy PI controllers to evaluate the effectiveness of those methods for robot control Finally, the theory is verified by simulation and experiments results HVTH: Đƣờng Khánh Sơn iv LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài nghiên cứu thực Các số liệu, kết nghiên cứu trung thực Tất tài liệu tham khảo có nguồn gốc, xuất xứ rõ ràng Tôi xin chịu trách nhiệm nghiên cứu Tp Hồ Chí Minh ngày 20 tháng 06 năm 2013 Đƣờng Khánh Sơn HVTH: Đƣờng Khánh Sơn v MỤC LỤC LỜI CÁM ƠN I TÓM TẮT II ABSTRACT III LỜI CAM ĐOAN IV MỤC LỤC V DANH MỤC HÌNH ẢNH VIII DANH MỤC BẢNG BIỂU XI CHƢƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1 Lý chọn đề tài 1.2 Ý nghĩa khoa học, tính cấp thiết khả thi đề tài 1.3 Mục đích nghiên cứu 1.4 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu .5 1.5 Cấu trúc luận văn CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN 2.1 Các công trình nghiên cứu ngồi nƣớc .6 2.2 Các vấn đề cần giải CHƢƠNG 3: MƠ HÌNH ROBOT 3.1 Thiết kế khí robot di động đa hƣớng ba bánh 3.2 Thiết kế mạch điện 10 CHƢƠNG : PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC .12 4.1 Phân tích động học 12 4.2 Phân tích động lực học .14 CHƢƠNG : CƠ SỞ LÝ THUYẾT .17 5.1 Tổng quan hệ phi tuyến 17 5.1.1 Cân chuyển động 17 5.1.2 Ổn định Lyapunov .17 5.2 Phƣơng pháp Lyapunov 19 5.2.1 Phƣơng pháp thứ (phƣơng pháp gián tiếp) 19 5.2.2 Phƣơng pháp thứ hai (phƣơng pháp trực tiếp) 20 Tuyến tính hóa 21 HVTH: Đƣờng Khánh Sơn vi CHƢƠNG : KỸ THUẬT .23 TRAJECTORY LINEARIZATION CONTROL 23 6.1 Giới thiệu điều khiển tuyến tính quỹ đạo (Trajectory Linearization Control) 23 6.1.1 Thiết kế giả nghịch đảo .24 6.1.2 Điều khiển ổn định hồi tiếp hệ tuyến tính thay đổi theo thời gian (Linear Time-varying) .27 6.2 Thiết kế điều khiển động học (bộ điều khiển vịng ngồi) .31 6.3 Thiết kế điều khiển động lực học (bộ điều khiển vòng trong) 33 CHƢƠNG : BỘ ĐIỀU KHIỂN SELF-TUNING FUZZY PI 36 7.1 Bộ điều khiển PI .36 7.2 Bộ điều khiển self-tuning fuzzy PI 37 7.2.1 Bộ điều khiển mờ 37 7.2.2 Bộ điều khiển self-tuning fuzzy PI .39 CHƢƠNG : THỊ GIÁC MÁY TÍNH VÀ ỨNG DỤNG 43 TRONG VIỆC XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ VÀ HƢỚNG CỦA ROBOT 43 8.1 Thị giác máy tính - Computer Vision (CV) 43 8.2 Xác định vị trí hƣớng robot xử lý ảnh 45 CHƢƠNG : KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ THỰC NGHIỆM 47 9.1 Các kết mô Matlab 47 9.1.1 Mô với quỹ đạo đƣờng thẳng .48 9.1.2 Mơ với quỹ đạo hình vng 54 9.1.3 Mô với quỹ đạo đƣờng tròn 59 9.1.4 Mô với tác động nhiễu .65 9.2 Các kết thực nghiệm 70 9.2.1 Thực nghiệm với quỹ đạo đƣờng thẳng 70 9.2.2 Thực nghiệm với quỹ đạo hình vuông 73 9.2.2 Thực nghiệm với quỹ đạo đƣờng tròn .77 CHƢƠNG 10 : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 83 10.1 Các kết đạt đƣợc nhận xét 83 10.2 Một số kiến nghị hƣớng phát triển đề tài 83 HVTH: Đƣờng Khánh Sơn vii TÀI LIỆU THAM KHẢO 84 HVTH: Đƣờng Khánh Sơn 75 2000 mm y ref y PI y STFPI y TLC 1500 1000 500 -500 10 20 30 40 50 60 70 t (s) Hình 9.42: Đáp ứng ngõ y theo quỹ đạo hình vng ba điều khiển 0.5 rad psi ref 0.4 psi PI psi STFPI psi TLC 0.3 0.2 0.1 -0.1 -0.2 -0.3 10 20 30 40 50 60 70 t (s) Hình 9.43: Đáp ứng ngõ  theo quỹ đạo hình vuông ba điều khiển HVTH: Đƣờng Khánh Sơn 76 200 mm e PI x e STFPI 150 x e TLC x 100 50 -50 -100 10 20 30 40 50 60 70 t (s) Hình 9.44: Đồ thị sai số x theo quỹ đạo hình vng ba điều khiển 200 mm e PI y e STFPI 150 y e TLC y 100 50 -50 -100 -150 10 20 30 40 50 60 70 t (s) Hình 9.45: Đồ thị sai số y theo quỹ đạo hình vng ba điều khiển HVTH: Đƣờng Khánh Sơn 77 0.5 rad e PI e STFPI e TLC psi 0.4 psi 0.3 psi 0.2 0.1 -0.1 -0.2 -0.3 10 20 30 40 50 60 70 t (s) Hình 9.46: Đồ thị sai số  theo quỹ đạo hình vng ba điều khiển Bảng 9.6: Giá trị IAE thực nghiệm ba điều khiển theo quỹ đạo hình vng IAE PI STFPI TLC x 20454 14164 9159 y 23739 21210 7683  33.2505 8.2948 6.0183 Các kết thực nghiệm phù hợp với kết phần mô Ƣu điểm TLC phản ứng tốt quỹ đạo thay đổi nhƣ quỹ đạo hình vng Ngõ robot bám theo quỹ đạo tham chiếu tốt 9.2.2 Thực nghiệm với quỹ đạo đƣờng tròn Phần tiến hành thực nghiệm điều khiển robot bám theo quỹ đạo đƣờng trịn, thơng số tƣơng tự nhƣ phần mơ mục 9.1.3 Các hình 9.479.53 lần lƣợt trình bày quỹ đạo robot, đáp ứng ngõ x, y, sai số ex , ey , e ba điều khiển PI, STFPI, TLC HVTH: Đƣờng Khánh Sơn 78 800 mm Ref PI STFPI TLC 600 400 200 -200 -400 -600 -800 500 1000 1500 mm Hình 9.47: Đồ thị quỹ đạo đường trịn ba điều khiển 1600 mm x ref 1400 x PI x STFPI x TLC 1200 1000 800 600 400 200 -200 10 20 30 40 50 60 70 t (s) Hình 9.48: Đáp ứng ngõ x theo quỹ đạo đường tròn ba điều khiển HVTH: Đƣờng Khánh Sơn 79 800 mm y ref 600 y PI y STFPI y TLC 400 200 -200 -400 -600 -800 10 20 30 40 50 60 70 t (s) Hình 9.49: Đáp ứng ngõ y theo quỹ đạo đường tròn ba điều khiển 0.1 rad psi ref psi PI psi STFPI psi TLC 0.05 -0.05 -0.1 10 20 30 40 50 60 70 t (s) Hình 9.50: Đáp ứng ngõ  theo quỹ đạo đường tròn ba điều khiển HVTH: Đƣờng Khánh Sơn 80 200 mm e PI x 150 e STFPI x e TLC 100 x 50 -50 -100 -150 -200 10 20 30 40 50 60 70 t (s) Hình 9.51: Đồ thị sai số x theo quỹ đạo đường tròn ba điều khiển 200 mm e PI 150 y e STFPI y 100 ey TLC 50 -50 -100 -150 -200 10 20 30 40 50 60 70 t (s) Hình 9.52: Đồ thị sai số y theo quỹ đạo đƣờng tròn ba điều khiển HVTH: Đƣờng Khánh Sơn 81 0.1 rad e PI e STFPI e TLC psi psi 0.05 psi -0.05 -0.1 10 20 30 40 50 60 70 t (s) Hình 9.53: Đồ thị sai số  theo quỹ đạo đường tròn ba điều khiển Bảng 9.7: Giá trị IAE thực nghiệm ba điều khiển theo quỹ đạo đường tròn IAE PI STFPI TLC x 21132 7276 7030 y 20802 11207 7813  4.2220 3.8301 2.8063 Ngõ x, y, điều khiển PI tồn sai số lớn (khoảng 0.18 m), sai số điều khiển STFPI TLC nhỏ Phƣơng pháp TLC tỏ ƣu việt phản ứng nhanh quỹ đạo có thay đổi nhƣ hình vng, đƣờng trịn, đáp ứng với nhiễu tốt Tuy nhiên kết thực nghiệm không tốt nhƣ mô Đây nhiều yếu tố tác động lên robot, có trƣợt bánh xe, độ rơ hộp số động cơ, sai số xử lý ảnh tác động lên kết điều khiển… mô chƣa xét đến Bộ điều khiển PI điều khiển kinh điển với cấu trúc đơn giản, dễ thiết kế HVTH: Đƣờng Khánh Sơn 82 nên đƣợc sử dụng rộng rãi công nghiệp, áp dụng vào điều khiển robot di động đa hƣớng ba bánh cho kết tốt, nhiên với quỹ đạo phức tạp nhƣ hình vng, đƣờng trịn kết điều khiển khơng tốt, cần phải tinh chỉnh thông số điều khiển PI Điều đƣợc giải phƣơng pháp STFPI, kết mô thực nghiệm cho thấy điều khiển STFPI khắc phục đƣợc nhƣợc điểm điều khiển PI, robot bám theo quỹ đạo phức tạp tốt hơn, nhiên tồn sai số đáng kể Đây robot di động đa hƣớng ba bánh hệ MIMO với tính liên hệ tác động phần tử đáng kể Bộ điều khiển TLC với cấu trúc giải tốt vấn đề decoupling hệ MIMO cho hiệu điều khiển tốt đƣợc thể qua kết mô thực nghiệm Với cấu trúc đơn giản, dễ thiết kế, TLC phƣơng pháp hữu hiệu áp dụng cho hệ MIMO phi tuyến HVTH: Đƣờng Khánh Sơn 83 Chƣơng 10 : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 10.1 Các kết đạt đƣợc nhận xét Chế tạo hồn chỉnh mơ hình robot di động đa hƣớng ba bánh phục vụ việc nghiên cứu điều khiển bám quỹ đạo Xây dựng đƣợc mơ hình tốn học robot dƣới dạng hệ MIMO phi tuyến, thể rõ mối quan hệ ảnh hƣởng lẫn phần tử Áp dụng đƣợc phƣơng pháp TLC điều khiển robot bám theo quỹ đạo cho trƣớc với kết tốt Bên cạnh luận văn cịn sử dụng thêm điều khiển PI, STFPI vào điều khiển robot Ứng dụng đƣợc công nghệ xử lý ảnh việc nhận dạng vị trí xác định hƣớng robot, kết nhận dạng xác, sai số thấp, độ ổn định cao 10.2 Một số kiến nghị hƣớng phát triển đề tài Nâng cao sử dụng thêm phƣơng pháp khác nhƣ Neural Network, dùng Genetic Algorithm để tìm thông số tối ƣu cho TLC Xây dựng thêm mô hình trƣợt bánh xe để bổ sung vào mơ hình tốn robot, từ nâng cao hiệu điều khiển Cải tiến phần cứng, mạch điều khiển để nâng cao vận tốc robot Cải tiến giải thuật xử lý ảnh để tăng tốc độ nhận dạng, giảm sai số Sử dụng giao thức truyền dẫn tín hiệu khơng dây nhƣ RF, wifi… để tăng khả linh hoạt robot Trang bị thêm camera robot để nhận dạng đối tƣợng, ứng dụng việc bám theo đối tƣợng biết trƣớc sử dụng robot công việc phân loại sản phẩm… Trang bị thêm cánh tay robot cấu chấp hành khác, giúp robot đảm nhận nhiệm vụ khác nhƣ phục vụ y tế, dẫn đƣờng, giải trí, cứu hộ Sử dụng thêm cảm biến khác nhƣ la bàn số, GPS, cảm biến siêu âm để định vị robot tốt phục vụ cho việc điều khiển đạt độ xác cao Nghiên cứu phƣơng pháp điều khiển phối hợp nhiều robot để tạo thành nhóm thực cơng việc phức tạp HVTH: Đƣờng Khánh Sơn 84 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] F.G Pin, S.M Killough, "A new family of omnidirectional and holonomic wheeled platforms for mobile robots," IEEE ransactions on Robotics and Automation 10 (2), pp 480-489, 1994 [2] M West, H Asada, "Design of a holonomic omnidirectional vehicle, in: Proceedings of the 1992 IEEE International Conference on Robotics and Automation," pp 97–103, 1992 [3] M.-J Jung, H.-S Kim, S Kim, J.-H Kim, "Omni-directional mobile base OKII," in Proceedings of the IEEE International Conference on Robotics and Automation, 2000, pp 3449–3454 [4] J Wu, "Dynamic path planning of an omni-directional robot in a dynamic environment," Ohio University, Athens, OH, Ph.D.Dissertation 2005 [5] L Wilson, J.Y Lew, "Design and modeling of a redundant omni-directional RoboCup goalie," in RoboCup 2001 International Symposium, Sesttle, WA, Aug, 2001 [6] I.E Paromtchik, U Rembold, "A practical approach to motion generation and control for an omnidirectional mobile robot," in Proceedings of 1994 IEEE International Conference on Robotics and Automation, 1994, pp 191-200 [7] H.A Samani, A Abdollahi, H Ostadi, S.Z Rad, "Design and development of a comprehensive omni directional soccer robot," in International Journal of Advanced Robotic Systems (3), 2004, pp 191-200 [8] T.K Nagy, P Ganguly, R D’Andrea, "Real-time trajectory generation for omni-directional vehicle," in Proceedings of the American Control Conference, 2001, pp 286-291 [9] T.K Nagy, R D’Andrea, P Ganguly, "Near-optimal dynamic trajectory generation and control of an omnidirectional vehicle," in Robotics and Autonomous Systems 47 (1), 2004, pp 47-64 [10] O Purwin, R D’Andrea, "Trajectory generation and control for four wheeled omnidirectional vehicles," in Robotics and Autonomous Systems 54 (1), 2006, HVTH: Đƣờng Khánh Sơn 85 pp 13-22 [11] Y Shiraishi, S.G Tzafestas, J Tang, T Fukuda K Watanabe, "Feedback control of an omnidirectional autonomous platform for mobile service robots," Journal of Intelligent and Robotic Systems 22, vol 3, pp 315-330, 1998 [12] K Watanabe, "Control of an omnidirectional mobile robot," in Second International Conference on Knowledge-Based Intelligent Electronic Systems, 1998, pp 51-60 [13] W.E Dixon, D.M Dawson, E Zergeroglu, "Tracking and regulation control of a mobile robot system with kinematic disturbances: A variable structure-like approach," Journal of Dynamic Systems, Measurement, and Control 122, vol 4, pp 616-623, 2000 [14] H.K.KHALIL, NonlinearSystems, 3rd ed.: Prentice Hall, 2002 [15] A M., Lyapunov, "The general problem of the stability of motion," University of Kharkov, Ph D.Dissertation 1892 [16] A M., Lyapunov, The general problem of the stability of motion London; Washington, DC: Tayor & Francis, 1992 [17] Lyapunov, A M., Stability of motion New York: Academic Press, 1966 [18] Khalil.H K., Nonlinear systems, 2nd ed NJ: Prentice hall, 1996 [19] Rui Huang, "Time-Varying Systems By Trajectory Linearization," Russ College of Engineering and Technology of Ohio University, PhD.Thesis 2007 [20] Yong Liu, "Neural Adaptive Nonlinear Tracking," Russ College of Engineering and Technology of Ohio University, PhD.Thesis 2007 [21] A J Calise, F Hovakimyan and M Idan, "Adaptive output feedback control of nonlinear systems using neural networks," Automatica, vol 37, no 8, pp 1201-1211, August 2001 [22] M Cannon and J J E Slotine, "Space-frequency localized basis function networks for nonlinear estimation and control," Neurocomputing, vol 9, no 3, pp 293-342, Dec 1995 [23] S Chen, C F N Cowan and P M Grant, "Orthogonal least square algorithm HVTH: Đƣờng Khánh Sơn 86 for radial basis function networks," EEE Trans Neural Networks, vol 2, no 2, pp 302-309, March 1991 [24] S Devasia and B Paden, "Stable inversion for nonlinear nonminimum-phase time varying systems," IEEE Trans Automatic Control, vol 43, no 2, pp 283288, Feb 1998 [25] W Gao and R R Selmic, "Neural network control of a class of nonlinear systems with actuator saturation," IEEE Trans on Neural Networks, vol 17, no 1, pp 147-156, Jan 2006 [26] S Devasia, "Approximated Stable Inversion for Nonlinear Systems with Nonhyperbolic Internal Dynamics," IEEE Trans Automatic Control, vol 44, no 7, pp 1419 1425, July 1999 [27] M Abu-Khalaf and F L Lewis, "Nearly optimal control laws for nonlinear systems with saturating actuators using a neural network HJB approach," Automatica, vol 41, no 5, pp 779-791, May 2005 [28] K J Astrom, U Borisson, L Ljung, and B Wittenmark, "Theory and application of self tuning regulators," Automatica , vol 13, pp 457-476, 1977 [29] C I Byrnes and A Isidori, "Output regulation for nonlinear Systems: an overview," International Journal of Robust and Nonlinear Control, vol 10, no 5, pp 323-337, Apr 2000 [30] S Garimella, "On actuator dynamics and control for DOF 'Quanser UFO," School of Electrical Engineering and Computer Science, Ohio University, Athens, Ohio, M.E.Thesis 2006 [31] Z Gajic and M Qureshi, Lyapunov matrix equation in system Stability and Control San Diego, CA: Academic Pres Inc, 1995 [32] D A Allwine, J Jenkins, D A Lawrence, and J Strahler, "Nonlinear modeling of unsteady Aerodyamics at high angle of attack," AIAA Atmospheric Flight Mechanics Conference Providence, RI, pp 2004-5275, August 2004 [33] S V Drakunov, and V I Utkin, "Sliding mode control in dynamic systems," Int J.Control, vol 55, no 4, pp 1029-1037, 1992 HVTH: Đƣờng Khánh Sơn 87 [34] R F Drenick, and R A Shahbender, "Adaptive servomechnisms," AIEE Transaction, vol 76, pp 286-292, Nov 1957 [35] J Weon, H C Lee and J J Zhu, "Decoupling and tracking control using eigenstructure assignment for linear time-varying systems," International Journal of Control, vol 74, no 5, pp 453-464, Mar 2001 [36] J J Zhu and C D Johnson, "A unified eigenvalue theory for time-varying linear circuits and systems," IEEE International Symposium on Circuits and Systems, New Orleans, pp 1392-1397, 1990 [37] C Pirie and G E Dullerud, "Robust controller synthesis for uncertain timevarying systems," SIAM Journal of Control and Optimization, vol 40, no 4, pp 1312-1331, 2002 [38] C L Pirie, S Okubo, G E Dullerud and D A Tortorell, "Robust linear time varying control for trajectory tracking: computation and an example," International Journal of Control, vol 79, no 4, pp 349-361, April 2006 [39] W J Rugh, and J S Shamma, "Research on gain scheduling," Automatica, vol 36, no 10, pp 1401-1425, 2000 [40] D J Leith and W E Leithead, "Gain-scheduled controller design: an analytic framework directly incorporating non-equilibrium plant dynamics," International Journal of Control, vol 70, no 2, pp 249-269, May 1998 [41] D J Leith and W E Leithead, "Gain-scheduled and nonlinear systems: dynamic analysis by velocity-based linearization families," International Journal of Control, vol 70, no 2, pp 289-317, May 1998 [42] W J Rugh,.Linear System Theory, 2nd ed.: Prentice Hall, 1995 [43] J J Zhu, "A unified Eigenvalue Theory for Linear Dynamical Systems," ECE Dept University of Alabama in Hunsville, Ph.D.dissertation 1989 [44] L M Silverman, "Transformation of time-variable systems to canonical (phasevariable) form," IEEE Trans Automatinc Control, vol 11, no 2, pp 300-303, April 1966 [45] C E Seal and A R Stubberud, "Canonical forms for multiple-input time- HVTH: Đƣờng Khánh Sơn 88 variable systems," IEEE Trans on Automatic, vol 14, no 6, pp 704-707, Dec 1969 [46] W A Wolovich, "On the Stabililty of Controllable Systems," IEEE Trans on Automatic Control, vol 13, no 5, pp 569-572, Oct 1968 [47] Huỳnh Thái Hồng, Hệ thống điều khiển thơng minh Việt Nam: Đại học Quốc Gia Hồ Chí Minh, 2006 [48] Nguyễn Thị Phƣơng Hà, Lý thuyết điều khiển đại Việt Nam: Đại học Quốc Gia Hồ Chí Minh, 2007 [49] Y Liu, X Wu, J Zhu, J Lew, "Omni directional mobile robot control by trajectory linearization," in American Control Conference, Denver , 34233428, p 2003 [50] Gary Bradski, Adrian Kaehler, Learning OpenCV United States of America: O'Reilly Media,Inc [51] G Oriolo, A D Luca, M Vendittelli, "WMR control via dynamic feedback linearization: design implementation and experimental validation," IEEE Transactions on Control Systems Technology, vol 10, no 6, pp 835-852, 2002 Nov [52] D.-H Kim, J.-H Kim, "A real-time limit-cycle navigation method for fast mobile robots and its application to robot soccer," Robotics and Autonomous System, vol 42, no 1, pp 17-30, Jan 2003 HVTH: Đƣờng Khánh Sơn 89 PHẦN LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên: ĐƢỜNG KHÁNH SƠN Ngày, tháng, năm sinh: 23/02/1988 Nơi sinh: Bạc Liêu Địa liên lạc: 320, Châu Hƣng, Vĩnh Lợi, Bạc Liêu QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO Bậc đào tạo Nơi đào tạo Chuyên môn Năm tốt nghiệp Đại học Đại Học Cần Thơ Cơ Điện Tử 2010 Thạc sĩ Đại Học Bách Khoa Kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh Cơ Điện Tử Q TRÌNH CƠNG TÁC Thời gian Từ 02/2011 – 01/2013 Từ 02/2013 đến Vị trí cơng tác Giảng viên Giảng viên HVTH: Đƣờng Khánh Sơn Tổ chức công tác Trung Tâm Đại Học Tại Chức Cần Thơ Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ Cần Thơ Địa Tổ chức 256 Nguyễn Văn Cừ, An Hòa, Ninh Kiều, Cần Thơ 256 Nguyễn Văn Cừ, An Hòa, Ninh Kiều, Cần Thơ ... TÀI: NÂNG CAO THỰC THI ĐIỀU KHIỂN OMNI- DIRECTIONAL MOBILE ROBOT II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Thi? ??t kế, chế tạo mơ hình robot di động đa hướng ba bánh phục vụ cho nghiên cứu giải thuật điều khiển. .. 6.2 Thi? ??t kế điều khiển động học (bộ điều khiển vịng ngồi) .31 6.3 Thi? ??t kế điều khiển động lực học (bộ điều khiển vòng trong) 33 CHƢƠNG : BỘ ĐIỀU KHIỂN SELF-TUNING FUZZY PI 36 7.1 Bộ điều. .. lƣợc điều khiển đƣợc phát triển cho việc điều khiển vị trí mà không xét đến điều khiển hƣớng, điều khiển đƣợc thi? ??t kế đƣợc kiểm tra qua mô thực nghiệm Trong [7] hai điều khiển PID độc lập đƣợc thi? ??t