Thiết kế hệ thống con lắc ngược

Hệ thống con lắc ngược là một hệ thống điều khiển kinh điển, nó được sử dụng trong giảng dạy và nghiên cứu ở hầu hết các trường đại học trên khắp thế giới. Hệ thống con lắc ngược là mô hình phù hợp để kiểm tra các thuật toán điều khiển hệ phi tuyến cao trở lại ổn định. Đây là một hệ thống simo (single input multi output) điển hình vì chỉ gồm một ngõ vào là lực tác động cho động cơ mà phải điều khiển cả vị trí và góc lệch con lắc ngược sao cho thẳng đứng (ít nhất hai ngõ ra). Ngoài ra, phương trình toán học được đề cập đến của con lắc ngược mang tính chất phi tuyến điển hình. Vì thế, đây là một mô hình nghiên cứu lý tưởng cho các phòng thí nghiệm điều khiển tự động. Các giải thuật hay phương pháp điều khiển được nghiên cứu trên mô hình con lắc ngược nhằm tìm ra các giải pháp tốt nhất trong các ứng dụng điều khiển thiết bị tự động trong thực tế: điều khiển tốc độ động cơ, giảm tổn hao công suất, điều khiển vị trí, điều khiển nhiệt độ, điều khiển cân bằng hệ thống,… Thực hiện đề tài “thiết kế mô hình cân bằng con lắc ngược” là rất cần thiết cho vấn đề giảng dạy và nghiên cứu thời điểm hiện tại. Vì đây là một mô hình rất điển hình cần phải có ở bất kỳ một trường đại học, cao đẳng nào theo hướng chuyên ngành kỹ thuật tại việt nam, nhất là ngành điều khiển tự động hóa, điện công nghiệp, cơ điện tử… việc xây dựng mô hình sẽ giúp ích cho công tác giảng dạy trực quan hơn, dễ dàng kiểm chứng với các giải thuật điều khiển trên lý thuyết, là cơ sở nghiên cứu khoa học cho cả giảng viên và sinh viên

1 LỜI NÓI ĐẦU Hệ thống lắc ngược hệ thống điều khiển kinh điển, sử dụng giảng dạy nghiên cứu hầu hết trường đại học khắp giới Hệ thống lắc ngược mơ hình phù hợp để kiểm tra thuật toán điều khiển hệ phi tuyến cao trở lại ổn định Đây hệ thống simo (single input multi output) điển hình gồm ngõ vào lực tác động cho động mà phải điều khiển vị trí góc lệch lắc ngược cho thẳng đứng (ít hai ngõ ra) Ngồi ra, phương trình tốn học đề cập đến lắc ngược mang tính chất phi tuyến điển hình Vì thế, mơ hình nghiên cứu lý tưởng cho phịng thí nghiệm điều khiển tự động Các giải thuật hay phương pháp điều khiển nghiên cứu mơ hình lắc ngược nhằm tìm giải pháp tốt ứng dụng điều khiển thiết bị tự động thực tế: điều khiển tốc độ động cơ, giảm tổn hao công suất, điều khiển vị trí, điều khiển nhiệt độ, điều khiển cân hệ thống,… Thực đề tài “thiết kế mơ hình cân lắc ngược” cần thiết cho vấn đề giảng dạy nghiên cứu thời điểm Vì mơ hình điển hình cần phải có trường đại học, cao đẳng theo hướng chuyên ngành kỹ thuật việt nam, ngành điều khiển tự động hóa, điện cơng nghiệp, điện tử… việc xây dựng mơ hình giúp ích cho cơng tác giảng dạy trực quan hơn, dễ dàng kiểm chứng với giải thuật điều khiển lý thuyết, sở nghiên cứu khoa học cho giảng viên sinh viên CHƯƠNG PHÂN TÍCH NHIỆM VỤ THIẾT KẾ 1.1 PHÂN TÍCH NHU CẦU THỊ TRƯỜNG 1.1.1 Nhu cầu thị trường Mơ hình lắc ngược Trào lưu sử dụng xe tự cân thông minh tạo sốt thị trường Việt Nam , Hà Nội , HCM sau phát triển mạnh mẽ tỉnh , thành phố toàn quốc Với nhiều ưu điểm dễ sử dụng, không gây tiếng ồn, tạo cho bạn cảm giác lướt đi, xe tự cân trở thành trào lưu giới trẻ Bạn dễ dàng bắt gặp hình ảnh bạn trẻ sử dụng xe tự cân khu vui chơi, phố bộ, trung tâm thương mại, Với đặc điểm nước có dân số trẻ, động nên sản phẩm công nghệ xe tự cân đón nhận Hơn nước ta q trình cơng nghiệp hố, đại hố trọng phát triển khoa học, công nghệ xe tự cân sản phẩm tiêu biểu hệ thống tự cân bằng, sản phẩm sinh viên ngành kỹ thuật sử dụng để nghiên cứu, học tập Vì nhu cầu thị trường Việt Nam tương đối lớn Ngày cáng có nhiều sản phẩm xe tự cân mắt với nhiều mẫu mã, màu sắc khác 1.1.2 Nhu cầu thực tế Từ phân tích nhóm tiến hành khảo sát Phiếu khảo sát Danh sách người tham gia khảo sát ST Họ Tên T Lê Văn Hùng Hoàng Duy Khánh Nguyễn Ngọc Nam Lê Thị Anh Nguyễn Như Ngọc Nguyễn Thanh Tâm Hoàng Khánh Ngọc Nguyễn Văn Duy Hoàng Quốc Trường 10 Lê Duy Anh 11 Vũ Đức Minh 12 Nguyễn Thị Quỳnh 13 Đỗ Minh Phương 14 Mai Thị Giang Kết khảo sát Nghề nghiệp Kỹ sư Sinh viên Nhân viên văn phòng Học sinh Tự Sinh viên Sinh viên Nhân viên văn phòng Kỹ sư Tự Học sinh Học sinh Sinh viên Sinh Viên Nơi sống Hà Nội Hải Phịng Hà Nội Tp Hồ Chí Minh Đà Nẵng Bắc Ninh Tp Hồ Chí Minh Tp Hồ Chí Minh Hà Nội Hải Phịng Tp Hồ Chí Minh Tp Hồ Chí Minh Đà Nẵng Hải Phòng Theo số liệu khảo sát cho thấy Việt Nam xe tự cân phần lớn sử dụng đồ chơi cơng nghệ Tuy nhiên xe tự cân có nhiều ứng dụng, tương lai gần xe sử dụng vào nhiều mục đích khác để di chuyển số không gian định, sử dụng phương tiện cá nhân Như Trung Quốc, nhiều người sử dụng xe tự cân để di chuyển tới ga tàu điện ngầm, Hà Nội có người sử dụng để giao phở 1.1.3 Một số sản phẩm có thị trường ST T Hãng sản phẩm Thông số kỹ thuật Giá thành(đ) Xiaomi Ninebot Plus Kích thước: chiều rộng 57.7cm, chiều dài:28cm Chịu sức tải