Nguyễn duy diễn xây dựng mô hình và thiết kế bộ điều khiển cân bằng robot hai bánh sử dụng vi điều khiển pic

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP - LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG MÔ HÌNH VÀ THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN CÂN BẰNG ROBOT HAI BÁNH SỬ DỤNG VI ĐIỀU KHIỂN PIC Ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ Học viên: NGUYỄN DUY DIỄN Người hướng dẫn khoa học: TS BÙI TRUNG THÀNH THÁI NGUYÊN – 2012 LỜI CAM ĐOAN Tên là: Nguyễn Duy Diễn Học viên lớp Cao học khoá 13 - Kỹ thuật điện tử - Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp – Đại học Thái Nguyên Xin cam đoan đề tài: “Xây dựng mơ hình thiết kế điều khiển cân Robot hai bánh sử dụng Vi điều khiển PIC” TS Bùi Trung ThànhTrường Đại học sư phạm Kỹ thuật Hưng n hướng dẫn cơng trình tổng hợp nghiên cứu riêng Tất nội dung luận văn đề cương yêu cầu thầy giáo hướng dẫn Các tài liệu tham khảo có nguồn gốc, xuất xứ rõ ràng Thái Nguyên, ngày…… tháng 11 năm 2012 Học viên Nguyễn Duy Diễn LỜI CẢM ƠN Trong suốt trình học tập làm luận văn tốt nghiệp, nhận giúp đỡ tận tình thầy giáo, cô giáo Khoa Điện tử - Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp – Đại học Thái Nguyên Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn đến với thầy giáo, giáo khoa Sau đại học giúp đỡ tận tình Tơi đặc biệt cảm ơn thầy giáo TS Bùi Trung Thành – Trường Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên tận tình giúp đỡ, hướng dẫn thời gian thực đề tài Tôi xin cảm ơn giúp đỡ, động viên gia đình, bạn bè, đồng nghiệp suốt thời gian qua Mặc dù cố gắng hết sức, song điều kiện thời gian kinh nghiệm thực tế thân cịn ít, đề tài khơng thể tránh khỏi thiếu sót Vì vậy, tơi mong nhận đóng góp ý kiến thầy giáo, cô giáo bạn đồng nghiệp Tôi xin chân thành cảm ơn! Tác giả luận văn Nguyễn Duy Diễn MỤC LỤC Tiêu đề Lời cam đoan Lời cảm ơn Mục lục Danh mục bảng biểu Danh mục hình vẽ Mở đầu Lý chọn đề tài Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Chương – TỔNG QUAN 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Tình hình nghiên cứu ngồi nước 1.3 Nhu cầu thực tế 1.4 Mục tiêu đề tài 1.5 Phương pháp nghiên cứu Chương – LÝ THUYẾT BỘ ĐIỀU KHIỂN PID VÀ ĐIỀU KHIỂN BỀN VỮNG H2/H∞ 2.1 Lý thuyết điều khiển PID 2.2 Lý thuyết điều khiển H2/H∞ Chương – THIẾT KẾ MƠ HÌNH VÀ THỰC HIỆN BỘ ĐIỀU KHIỂN PID SỐ TRÊN VI ĐIỀU KHIỂN PIC 3.1 Xây dựng mơ hình toán học đơn giản hệ Robot 3.2 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển 3.3 Nghiên cứu cảm biến sử dụng vào ứng dụng cân 3.4 Thiết kế mạch 3.5 Thiết kế thực PID số vi điều khiển PIC Chương - KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1 Kết 4.2 Thảo luận 4.3 Hướng phát triển đề tài 4.4 Một số hình ảnh sản phẩm TÀI LIỆU THAM KHẢO Trang 1 3 14 15 16 17 17 37 40 40 43 44 65 70 82 82 82 84 84 85 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Bảng 2.2 Bảng 2.3 Bảng 2.4 Bảng 2.5 Bảng 2.6 Bảng 2.7 Bảng 3.1 Bảng 3.2 Bảng 3.3 Bảng 3.4 Bảng 3.5 Bảng 3.6 Bảng 3.7 Bảng 3.8 Bảng 3.9 Bảng 3.10 Bảng 3.11 BẢNG BIỂU Thông số điều khiển PID theo phương pháp Ziegler-Nichols thứ Thông số điều khiển PID theo phương pháp Ziegler-Nichols thứ Các tham số PID theo phương pháp Chien-HronesReswick Các tham số PID theo phương pháp Chien-HronesReswick Các tham số PID theo phương pháp Chien-HronesReswick Các tham số PID theo phương pháp Chien-HronesReswick Tham số PID theo phương pháp tổng số thời gian Chức chân ADXL345 Điện tiêu thụ ứng với tốc độ truyền liệu Điện tiêu thụ chế độ tiết kiệm điện SPI Digital Input/OUT PUT SPI Timing IC Digital Tinput/Out Put IC Timing (TA=25oC, VS=2,5V, VDD I/O =1,8V) Chức chân ITG3200 Bảng lựa chọn thông số linh kiện nguồn Tham số PID theo phương pháp Zeigler-Nichols thứ Ảnh hưởng Ki, KP, Kd tới đặc tính hệ thống TRANG 27 28 29 29 30 30 33 46 47 48 51 51 52 53 55 65 72 75 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Hình 1.2 Hình 1.3 Hình 1.4 HÌNH VẼ Mơ tả ngun lý giữ thăng Mô tả cách di chuyển Mô tả trạng thái xe di chuyển địa hình phẳng Mơ tả trạng thái xe hai bánh di chuyển địa hình TRANG 5 phẳng, dốc Hình 1.5 Hình 1.6 Hình 1.7 Hình 1.8 Hình 1.9 Hình 1.10 Hình 1.11 Hình 2.1 Hình 2.2 Hình 2.3 Hình 2.4 Hình 2.5 Hình 2.6 Hình 2.7 Hình 2.8 Hình 2.9 Hình 2.10 Hình 2.11 Hình 2.12 Hình 2.13 Hình 2.14 Hình 2.15 Hình 2.16 Hình 2.17 Hình 3.1 Hình 3.2 Hình 3.3 Hình 3.4 Hình 3.5 Xe nbot Xe Balance-bot I Phạm Ngọc Anh Tùng bên SCOSTER Biclycle Robot Lit Motors Murata boy and girl TOYOTA Cycling Robot Sơ đồ hệ thống điều khiển dùng PID Điều khiển hồi tiếp với điều khiển PID Sơ đồ khối khâu P Đáp ứng khâu P Sơ đồ khối khâu I Đáp ứng khâu I PI Sơ đồ khối khâu D Đáp ứng khâu D PD Sơ đồ khâu PID Đáp ứng khâu P, PI PID Sơ đồ khối PID Xác định tham số cho mơ hình xấp xỉ bậc có trễ Mơ hình điều khiển với Kgh Xác nhận hệ số khuếch đại tới hạn Đáp ứng nấc hệ thích hợp cho phương pháp ChienHrones-Reswick Sơ đồ khối hệ thống điều khiển kín Hệ điều khiển với nhiễu ngồi nhiễu Sơ đồ đơn giản hệ thống cân Robot Sơ đồ đơn giản Robot Sơ đồ khối điều khiển Sơ đồ chân ADXL 345 Cấu trúc bên cảm biến 10 11 12 12 13 14 17 18 19 19 20 20 21 22 22 23 24 26 28 28 29 30 37 40 41 43 45 45 Hình 3.6 Hình 3.7 Hình 3.8 Hình 3.9 Hình 3.10 Hình 3.11 Hình 3.12 Hình 3.13 Hình 3.14 Hình 3.15 Hình 3.16 Hình 3.17 Hình 3.18 Hình 3.19 Hình 3.20 Hình 3.21 Hình 3.22 Hình 3.23 Hình 3.24 Hình 3.25 Hình 3.26 Hình 3.27 Hình 3.28 Hình 3.29 Hình 3.30 Hình 3.31 Hình 3.32 Hình 3.33 Hình 4.1 Hình 4.2 Giản đồ xung giao thức truyền thơng SPI4-Wire Write Giản đồ xung giao thức truyền thông SPI4-Wire read Giản đồ xung giao thức truyền thông SPI3-Wire read/Write Kết nối dây cho I2C I2C Device Addressing Sơ đồ chân ITG3200 Cấu trúc bên ITG 3200 Định dạng bit Start va Stop truyền thông I2C Định dạng bit ACK Cấu trúc khung truyền I2C Cơ lọc Sơ đồ nguyên lý hoạt động lọc bổ phụ Hệ thống ước lượng sử dụng lọc bổ phụ thông tần Bản chất lọc Klman Chu kỳ lọc Klaman gián đoạn Khối nguồn Khối CPU Khối cảm biến gia tốc vận tốc góc Khối chuyển điện áp I2C Khối công suất điều khiển động Vùng hỗ dẫn Mosfet Hệ thống điều khiển theo phương pháp ZeiglerNichols thứ Rời rạc hóa PID Mơ tả % duty Lưu đồ thuật tốn đo góc nghiêng Lưu đồ thuật tốn giao tiếp IC2 đọc giá trị cảm biến Lưu đồ thuật toán điều khiển PID Lưu đồ thuật toán điều khiển động giữ thăng Mơ hình sản phẩm (mặt trước) Mơ hình sản phẩm (mặt sau) 50 50 50 52 53 54 55 57 57 58 60 60 61 62 63 65 66 67 67 68 69 71 72 74 78 79 80 81 84 84 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Trong năm gần đây, nghiên cứu robot di động (mobile robot) thu hút nhiều quan tâm nhà nghiên cứu giới Trong lĩnh vực thú vị đầy khó khăn lĩnh vực nghiên cứu đặc tính động học điều khiển cân cho robot di động hai bánh Nhiều nghiên cứu khác thực nhà nghiên cứu khoa học khác Một ví dụ robot MURATA phát triển Nhật Bản năm 2005 Việc điều khiển cân cho Robot hai bánh ứng dụng rộng sang lĩnh vực điều khiển cho robot hai chân, robot ASIMO, nguyên tắc điều khiển cân Có số phương pháp sử dụng để điều khiển cân cho robot hai bánh, là: Cân bằng cách sử dụng bánh đà (flywheel) nghiên cứu Beznos, Gallaspy, Lenskii, Suprapto Cân bằng cách di chuyển tâm trọng lực (COG) nghiên cứu Lee & Ham Jamakita et al cân nhờ lực hướng tâm nghiên cứu Getz Guo Trong phương pháp trên, cân bằng cách sử dụng bánh đà có ưu điểm đáp ứng nhanh cân robot không di chuyển Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài a Ý nghĩa khoa học: Ứng dụng kết nghiên cứu lý thuyết, đề tài xây dựng mơ hình thiết kế điều khiển cân Rô bốt hai bánh sử dụng vi điều khiển PIC Đề tài minh chứng tính đắn hướng nghiên cứu, khẳng định độ tin cậy kết nghiên cứu b Ý nghĩa thực tiễn: Đề tài tập trung thiết kế hệ thống giữ thăng cho xe mô tô dựa nguyên lý làm việc quay hồi chuyển Khi hệ thống lắp đặt xe, có chức giữ cho xe cân tình (đứng yên, chuyển động chịu tác động va đập) Để thực yêu cầu trên, hệ thống trang bị bánh đà (fly-wheel) quay với tốc độ cao Sử dụng cảm biến title sensor để đo góc nghiêng hệ so với phương thẳng đứng, vào góc nghiêng điều khiển trục hệ bánh đà (theo thuật toán điều khiển, ví dụ thuật tốn PID) cho tạo lực cần thiết cân cho hệ CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Đặt vấn đề Luận văn kết hợp ý tưởng cách giữ thăng người đôi chân độ động di chuyển loại xe di chuyển bánh Thơng qua nghiên cứu, ta phần nắm bắt ý tưởng giữ thăng cho loại humanoid robot (robot dạng người), cách phối hợp xử lý tín hiệu tốt từ cảm biến Mơ hình xe có hai bánh đặt dọc trục với (khác với xe đạp trục hai bánh xe song song) Trên mơ hình sử dụng cảm biến để đo góc nghiêng thân xe, vận tốc quay (lật) sàn xe quanh trục bánh vận tốc di chuyển xe so với mặt đất Nhờ cảm biến này, xe tự giữ thăng di chuyển Với cấu trúc này, trọng tâm mơ hình phải ln nằm vùng đỡ bánh xe (supporting area) để thăng di chuyển bề mặt từ đơn giản đến phức tạp Trong hệ thống cảm biến, để loại trừ tín hiệu nhiễu từ hệ thống nhiễu từ tín hiệu đo, sai số ngõ ra, đồng thời ước lượng xác giá trị đo tương lai cảm biến kết hợp tín hiệu, lọc Kalman nghiên cứu sử dụng nhằm cho kết tối ưu tình trạng xe gồm góc nghiêng, vận tốc quay xe từ mơ hình cảm biến thành phần Nói cách khác, hệ thống xử lý tín hiệu lọc Kalman cơng cụ để biến cảm biến đơn giản, giá rẻ thành tập hợp cảm biến có giá trị hệ thống Từ tín hiệu đo, thơng qua số đại lượng đặc trưng mơ hình (khối lượng, chiều dài, chiều cao vật, đường kính bánh…) ta tính momen qn tính nghiêng (lật mơ hình), từ đưa giá trị điều khiển phù hợp cho bánh xe để giữ cho mơ hình ln đứng vững di chuyển với vận tốc ổn định 1.1.1 Thế xe hai bánh tự cân 74 modulation) modul mở rộng ATMEGA328 có chức tạo dãy xung có % duty tần số xác định Các %duty tần số ta điều chỉnh phần mềm Hình 3.29 Mơ tả %duty Các hệ số Kp, Ki, Kd lập trình sẵn Các hệ số có sau q trình thực nghiệm theo phương pháp thứ hai Ziegler-Nichols (thực tế xem phương pháp giả Ziegler-Nichols) việc xác định chu kỳ dao động đối tượng bị dao động theo phương pháp khó lấy xác Sơ đồ giải thuật lập trình: Các ký hiệu: - Kp, Ki, Kd hệ số Kp, Ki, Kd - Kp_t, Ki_t, Kd_t giá trị tìm từ thực nghiệm - e2 sai lệch (lúc xét) - e1 sai lệch trước - e_sum tổng tất sai lệch từ lúc bắt đầu đến thời điểm xét - e_del hiệu số hai sai lệch e2 e1, hay nói cạh khác độ biến thiên sai lệch - v_set tín hiệu góc nghiêng sai tính tốn giá trị đọc từ cảm biến - Duty phần trăm duty cycle xung PWM cần cung cấp 75 Bắt đầu trình tính tốn duty phải có giá trị khác 0, mục đích để thắng lực quán tính động e1=e2=0 e_sum=0 e_del=0 ta có hệ thức PID sau: duty=duty+Kp*e2+Ki*e_sum+Kd*e_del Đầu tiên ta chỉnh cho Kp=1 Ki=0 Nghĩa điều khiển P sau ta tăng Kp lên dần dần, quan sát động Khi thấy động dao động nghĩa lúc nhanh lúc chậm, ta thấy Kp nhân với 0.6 để tính tốn Nghĩa Kp=0.6*Kp_dao động Sau tăng Kd lên (giữ nguyên Kp), Kd lớn làm cho động bị dao động mạnh Giảm Kd động hết dao động Điều chỉnh Ki khó, giá trị nhỏ, ví dụ lấy Ki=1/Kd chẳng hạn Hệ số Ki khơng cần q lớn động thân có thành phần Ki (thể momen qn tính hay sức ì động cơ) Do thường với đối tượng điều khiển nhiệt độ hay động (các đối tượng có qn tính) cần điều khiển PD đủ Bảng sau rõ ảnh hưởng Kp,Ki,Kd đến đặc tính hệ thống: Thời gian Sai lệch so với ổn định trạng thái bền Tăng Ít thay đổi Giảm Giảm Tăng Tăng Triệt tiêu Ít thay đổi Tăng Tăng Ít thay đổi Đáp ứng hệ thống Thời gian Số KP Giảm KI KD Bảng 3.11 Ảnh hưởng Ki, Kp, Kd tới đặc tính hệ thống Ta thấy phương pháp có nhiều nhược điểm như: khơng có sở tốn học vững chắc, khơng tối ưu (vì tất chọn ngẫu nhiên giá trị đó) Tuy động đáp ứng tốt, độ điều chỉnh đưa 76 khơng q 20% cịn phương pháp khác thường có độ q điều chỉnh (độ vọt lố) tầm 40% Đáp ứng động “tốt” thời gian lấy mẫu PID nhỏ 77 3.5.3 Lưu đồ thuật toán điều khiển A Thuật tốn Bắt đầu Cài đặt thơng số cho VĐK Cài đặt thông số cho cảm biến accelerometer & gyro Cập nhật giá trị góc nghiêng Điều khiển PWM cho động giữ thăng Kết thúc Hình 3.30 Lưu đồ thuật tốn 78 B Thuật tốn cập nhật góc nghiêng Cập nhật giá trị góc nghiêng Đọc liệu đo từ cảm biến ADXL345 Đọc liệu đo từ cảm biến ITG3200 Bộ lọc Kalman Suy góc nghiêng Cập nhật giá trị góc nghiêng Hình 3.30 Lưu đồ thuật tốn đo góc nghiêng 79 C Thuật toán giao tiếp I2C đọc giá trị cảm biến Đọc cảm biến Truyền bit START Truyền bit địa slave + bit read S Nhận xung ACK Đ Truyền địa ghi cần đọc S Nhận xung ACK Đ Nhận liệu Truyền xung ACK Kết thúc Hình 3.31 Lưu đồ thuật toán giao tiếp I2C đọc giá trị cảm biến 80 D Thuật toán điều khiển PID Bắt đầu Thiết lập thông số KP, Ki, Kd Cập nhật giá trị góc nghiêng Tính tốn thơng số: Góc[t]= Góc Nghiêng Góc[sum]=Góc[t] + Góc[t-1] Góc[del]=Góc[t] – Góc[t-1] Góc[t-1]= Góc[t] Duty= Duty[0] + Kp*Góc[t] + Ki*Góc[sum] + Kd*Góc[del] Đ Duty > Động quay phải S Động quay trái Kết thúc Hình 3.32 Lưu đồ thuật tốn điều khiển PID 81 E Thuật tốn điều khiển đơng giữ thăng Điều khiển động Cập nhật góc nghiêng PWM điều khiển=PWM mới-PWM cũ PWM > S Động quay trái Đ Động quay phải Kết thúc Hình 3.33 Lưu đồ thuật tốn điều khiển đơng giữ thăng 82 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1 Kết Robot mô suy nghĩ hành động cử người Một robot cấu thành gồm phần thể người: + Phần khí đóng vai trị xương sống + Phần điện đóng vai trị mạch máu + Phần lập trình dóng vai trị linh hồn Cả ba phần quan trọng việc chế tạo robot, thiếu phần khơng thể hình thành robot Tuy nhiên số đo phần thực ý tưởng khí thực khí khó khăn bao gồm tư khéo léo bền bỉ Phần điện đóng vai trị mạch máu kết nối khâu khớp góp phần tạo chuyển động L lượng để ni sống cho robot Phần lập trình phần nhẹ nhàng đòi hỏi tư cao khéo léo cách giải toán mà khí điện tử khơng làm chưa tốt Nó sở để tạo não cho robot, robot thông minh hoạt động khéo léo hay khơng phụ thuộc hồn tồn vào phần lập trình Tuy nhiên đáp ứng khí điện khơng tốt robot có thơng minh khơng thể tạo chuyển động nhịp nhàng chơn chu Điều phụ thuộc vào tương thích khâu Vì lẽ chế tạo robot cần phân bổ nhóm cách hợp lý 4.2 Thảo luận 4.2.1 Những kết đạt - Thiết kế hồn thiện mơ hình khí xe bánh tự cân - Thiết kế mạch điều khiển trung tâm, làm nhiệm vụ xử lý tín hiệu đo đưa 83 định điều khiển - Thiết kế mạch điện tử kết hợp cảm biến vận tốc gia tốc góc thực chức đo góc - Thiết kế mạch lái MOSFET công suất cho hai động điều khiển góc lệch bánh đà (MOSFET driver) có khả hoạt động tần số từ 7-15KHz - Giải thuật cho vi điều khiển kết hợp bù trừ cảm biến để có giá trị đo góc xác - Xây dựng thuật tốn điều khiển cho động cơ, giữ thăng 4.2.2 Những kết chưa đạt - Xe chưa thể tự giữ thăng - Cơ khí chưa chuẩn xác (bánh đà chưa cân, ghép nối giơ dão) tạo độ rung lớn xe làm nhiễu cảm biến - Thuật toán điều khiển chưa tối ưu 4.2.3 Nguyên nhân cách khắc phục 4.2.3.1 Nguyên nhân - Nhiễu khí: Nhiễu khí gây chủ yếu thiếu xác độ cứng vững robot mà dẫn đến rung trình chuyển động gây nhiễu cho cảm biến làm cho tín hiệu đưa bị sai lệch dẫn đến trình điều khiển động không yêu cầu toán mong muốn - Các nhiễu khác: Lỗi bo mạch, lỗi dùng linh kiện sai mục đích, lỗi môi trường, lỗi động cơ, lỗi dây, lỗi lập trình 4.2.3.2 Khắc phục - Xử lý khí: Cần phải tính tốn trợ lực cho robot để đảm bảo cứng vứng cho robot Lựa chọn bánh xe kích thước mục đích để giảm rung chuyển động - Xử lý nhiễu khác: Đi dây ngắn gọn tối thiểu đường Dùng nguồn nuôi cho cảm biến đủ để tránh sai lệch cho cảm biến Dùng lõi ferit để 84 chống từ nhiễu dòng ngược cho động Dùng didoe công suất biện pháp chống ngược 4.3 Hướng phát triển đề tài - Robot tiền đề để phát triển robot có khả tự di chuyển lại chí biết suy nghĩ giống người - Sẽ phát triển lên thành robot điều khiển dám sát thơng qua giao diện máy tính hay dao diện phần mềm điện thoại, ta điều khiển robot lúc nơi ta muốn - Xây dựng mơ hình robot tăng cơng suất chở người, vật - Phát triển robot địa hình phức tạp, lồi lõm 4.4 Một số hình ảnh sản phẩm Hình 4.1 Mơ hình sản phẩm (mặt trước) Hình 4.2 Mơ hình sản phẩm (mặt sau) 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO Vũ Tú Anh (4/2008), “Bộ điều khiển PID số cho động DC ứng dụng ASIC”, Tạp chí khoa học Công nghệ Đại học Đà Nẵng PGS Vũ Quý Điềm, Phạm Văn Tuân, Đỗ Lê Phú (2001), “Cơ sở kỹ thuật đo lượng điện tử”, NXB Khoa học kỹ thuật Nguyễn Phùng Quang (2004), “Matlab & simulink dành cho kỹ sư điều khiển tự động”, Nhà xuất khoa học kỹ thuật TS Bùi Trung Thành (2010), “Điều khiển cân robot hai bánh sử dụng thuật toán điều khiển tối ưu bền vững H2/h∞ có cấu trúc giảm bậc” Nguyễn Văn Minh Trí, Lê Văn Mạnh (2010), “Bộ điều khiển PID bền vững cho hệ thống phi tuyến đầu vào – đầu với nhiễu thành phần khơng xác định”, Tạp chí khoa học cơng nghệ Đại học Đà Nẵng Ngô Diên Tập (2005), “Lập trình ghép nối máy tính Windows”, NXB khoa học kỹ thuật Ngô Diên Tập (2006), “Vi điều khiển với lập trình C”, NXB khoa học kỹ thuật John A.Shaw (2003), “the pid control algorithm”, process control solutions Astrom, K.J.; Klein, R.E & Lennartsson, A (2005) Bicycle dynamics and control IEEE Control Systems Magazine Vol 25(1), pp 26-47 10 Beznos, A.V.; Formalsky, A.M.; et al (1998) Control of autonomous motion of two-wheel bicycle with gyroscopic stabilization In: Proceedings of the IEEE International Conference on Robotics and Automation, pp 2670-2675 11 http://diendan.az24.vn/nhung-thac-mac-khac/16701-vi-sao-xe-dap-2- banh-khi-di-lai-khong-bi-do.html 12 Evangelou, S (2003) The control and stability analysis of two-wheel road vehicle PhD Thesis, Imperial College London, England 86 13 Gallaspy, J.M (1999) Gyroscopic stabilization of an unmanned bicycle M.Sc Thesis, Auburn University, American 14 Guo, L.; Liao, Q & Wei, S (2006) Design of fuzzy sliding-mode controller for bicycle robot nonlinear system In: Proceedings of the IEEE International Conference on Robotics and Biometrics, pp 176-180 15 Getz, N.H & Marsden, J.E (1995) Control for an autonomous bicycle In: Proceedings of the IEEE International Conference on Robotics and Automation, pp 1397-1402 16 Ham, W & and Choi, H (2006) Autonomous tracking control and inverse kinematics of unmanned electric bicycle system SICE-ICASE International Joint Conference, pp 336-339 17 Hand, R.S (1988) Comparisons and stability analysis of linearized equation of motion for a basic bicycle model M.Sc Thesis, Cornell University, American 18 Yamakita, M.; Utano, A & Sekiguchi, K (2006) Experimental study of automatic control of bicycle with balancer In: Proceedings of the International Conference of Intelligent Robots and Systems, pp 5606-5611 19 Yavin, Y (1998) Navigation and control of the motion of a riderless bicycle Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, Vol 160(1-2), pp 193-202 20 Yavin, Y (1999) Stabilization and control of the motion of an autonomous bicycle by using a rotor for the tilting moment Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, Vol 178(3-4), pp 233-243 87 21 Yavin, Y (2005) Point to point and collision avoidance control of the motion of an autonomous bicycle Computers and Mathematics with Applications Vol 50(10-12), pp.1525 – 1542 22 Iuchi, K.; Niki, H & Muratami, T (2005) Attitude control of bicycle motion by steering angle and variable COG control In: Proceedings of the Industrial Electronics Conference, pp 2065-2070 23 Lee, S & Ham, W (2002) Self-stabilizing strategy in tracking control of unmanned electric bicycle with mass balance In: Proceedigns of the IEEE International Conference on Intelligent Robots and Systems, pp 2200-2205 24 Lenskii A.V & Formalskii A.M (2003) Two-wheel robot-bicycle with a gyroscopic stabilizer Journal of Computer and Systems Sciences International, Vol 42(3), pp 482-489 25 Murata Boy Robot (2005) Available from http://www.murataboy.com/en/index.html 26 Simone Buso (2007), “Digital Control in Power Electronics”, Morgan and Claypool Publishers 27 Suprapto, S (2006) Development of a gyroscopic unmanned bicycle M.Eng Thesis, Asian Institute of Technology, Thailand 28 Sharp, R.S (1971) The stability and control of motorcycles Journal of Mechnical Engineering and Science, Vol 13(5), pp 316-329 29 Suryanarayanan, S.; Tomizuka, M & Weaver, M (2002) System dynamics and control of bicycles at high speeds In: Proceedings of the American Control Conference, pp 845-850 88 30 Tanaka, Y & Murakami, T (2004) Self sustaining bicycle robot with steering controller In: Proceedings of International Workshop on Advanced Motion Control, pp 193-197 ... toán điều khiển PID thuật toán điều khiển H2/H∞ số thực điều khiển PID số vi điều khiển AVR cho robot hai bánh tự cân Xây dựng mơ hình hệ thống Robot hai bánh tự cân bằng, lập trình điều khiển. .. dốc Hình 1.5 Hình 1.6 Hình 1.7 Hình 1.8 Hình 1.9 Hình 1.10 Hình 1.11 Hình 2.1 Hình 2.2 Hình 2.3 Hình 2.4 Hình 2.5 Hình 2.6 Hình 2.7 Hình 2.8 Hình 2.9 Hình 2.10 Hình 2.11 Hình 2.12 Hình 2.13 Hình. .. THUYẾT BỘ ĐIỀU KHIỂN PID VÀ ĐIỀU KHIỂN BỀN VỮNG H2/H∞ 2.1 LÝ THUYẾT BỘ ĐIỀU KHIỂN PID 2.1.1 Giới thiệu điều khiển PID số Bộ điều khiển PID điều khiển vịng kín sử dụng rộng rãi công nghiệp Sử dụng điều