Góc nghiêng của xe được tính toán dựa vào giá trị trả về từ cảm biến IMU, giá trị thô thu về thường dao động rất lớn do đặc tính của cảm biến gia tốc và cảm biến con quay hồi chuyển rất nhạy với chuyển động của xe. Để có thể đo đạc góc nghiêng của xe thì các giá trị thô này phải được xử lý loại bỏ thành phần nhiễu. Hình 4.1 trình bày kết quả thực nghiệm so sánh giá trị góc nghiêng của xe thu được trực tiếp từ dữ liệu thô của cảm biến và giá trị góc nghiêng sau khi được xử lý với bộ lọc Kalman.
Hình 4.1 So sánh dữ liệu thô và dữ liệu sau khi qua bộ lọc Kalman
Dữ liệu được thu thập truyền về máy tính qua cổng UART và được vẽ bằng phần mềm Labview. Kết quả như trong Hình 4.1 cho thấy góc nghiêng đọc về từ cảm biến sau khi qua bộ lọc Kalman (đường màu đỏ) có độ ổn định cao hơn so với dữ liệu thô thu trực tiếp về từ cảm biến (đường màu xanh).
4.3 Kết quả trên mô hình xe thực tế
Mô hình xe thực tế có khả giữ cân bằng với tải trọng khoảng 120 kg, di chuyển với vận tốc 15 km/h trên địa hình phẳng. Khi xe cân bằng tại vị trí đứng yên xe có khả năng xoay tròn để chuyển hướng như trong Hình 4.2. Video kết quả thực nghiệm của mô hình được đăng tải tại địa chỉ:
Hình 4.2 Điều khiển xe xoay tròn tại vị trí cân bằng
Hình 4.3 Xe lưu thông thực tế trên đường
Chương 5
KẾT LUẬN 5.1 Kết luận
Kết quả đạt được của đề tài.
Thiết kế hoàn thiện mô hình xe hai bánh tự cân bằng.
Xây dựng thành công thuật toán điều khiển cân bằng và di chuyển.
Giao tiếp với Labview truyền thông số PID, giá trị góc nghiêng về máy
tính để so sánh và đánh giá kết quả.
Hoàn thành thiết kế xe có khả năng lưu thông trên đường,tải trọng
khoảng 120 kg và vận tốc di chuyển ổn định 15 km/h.
Xe có khả năng vượt qua địa hình với độ dốc lên đến 15
Đề tài mới xây dựng được thuật toán cân bằng và di chuyển chưa thực
hiện việc tối ưu hóa giải thuật để có thể phát triển thành sản phẩm ứng dụng.
5.2 Hướng phát triển của đề tài
Chỉnh sửa thiết kế cơ khí tạo kiểu dáng thể thao và tăng sự thoải mái cho
người điều khiển.
Tăng công suất động cơ để xe có khả năng vượt địa hình tốt hơn, đồng
thời tăng tải trọng của xe.
Giảm bớt trọng lượng của xe giúp xe nhẹ hơn, giảm tiêu hao năng lượng
để có thể vận hành trong thời gian lâu hơn.
Phát triển xe cân bằng có thể ngồi để điều khiển tạo sự thoải mái cho
người sử dụng trong điều kiện di chuyển xa.
Tìm hiểu các thuật toán điều khiển khác như điều khiển gán cực, fuzzy,
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Alwafi Husein, Attitude and altitude control of two wheel trirotorhybrid robot,
Master’s thesis, 2013.
[2] Ayça GÖÇMEN, Design of two wheeled electric vehicle, Master’s thesis, 2011.
[3] Christian sundin, Filip thorstensson, Autonomous balancing robot, Master’s
thesis, 2012.
[4] Maria R. Bageant, Balancing a two- wheeled Segway robot, Bachelor’s thesis,
2006.
[5] Welch, G. and G. Bishop, An Introduction to the Kalman Filter, 2006.
[6] Đỗ Bình Nguyên, Điều khiển con lắc ngược di động dùng phương pháp điều