Đồ thị hình 4.13 biểu diễn đáp ứng góc nghiêng Roll của Quadrotor trong không gian. Trường hợp này Quadrotor sẽ không nghiêng trái hoặc nghiêng phải mà lơ lửng trong không gian.
Thông số Mô tả Giá trị
phi_d Góc Roll mong muốn Quadrotor đạt được 00 theta_d Góc Pitch mong muốn Quadrotor đạt được 00 psi_d Góc Yaw mong muốn Quadrotor đạt được 00 z_d Độ cao mong muốn Quadrotor đạt được 10 m
Trang 60 ❖ Đáp ứng góc lật Pitch (00)
Hình 4.14. Đáp ứng góc lật Pitch
Đồ thị hình 4.14 biểu diễn đáp ứng góc lật Pitch của Quadrotor trong khơng gian. Trường hợp này Quadrotor sẽ không lật trước hoặc lật sau mà lơ lửng trong không gian.
❖ Đáp ứng góc xoay Yaw (00)
Hình 4.15. Đáp ứng góc xoay Yaw
Đồ thị hình 4.15 biểu diễn đáp ứng góc xoay Yaw của Quadrotor trong khơng gian. Trường hợp này Quadrotor sẽ không xoay trái hoặc xoay phải mà lơ lửng trong không gian.
Trang 61 ❖ Đáp ứng độ cao z (10m):
Hình 4.16. Đáp ứng độ cao z
Đồ thị hình 4.16 biểu diễn đáp ứng độ cao z của Quadrotor trong không gian. Trường hợp này Quadrotor sẽ lơ lửng trong không gian.
❖ Tọa độ Quadrotor trong khơng gian
Hình 4.17. Tọa độ Quadrotor trong khơng gian
Đồ thị hình 4.17 biểu diễn đáp ứng tọa độ của Quadrotor trong không gian. Khi đạt độ cao 10m và giá trị đặt các góc Roll, Pitch, Yaw thì Quadrotor đã hồn tồn ổn định và lơ lửng trong không gian.
Trang 62 ❖ Tốc độ 4 động cơ của Quadrotor
Hình 4.18. Tốc độ đáp ứng của 4 động cơ Quadrotor
Đồ thị hình 4.18 mơ tả tốc độ 4 động cơ của Quadrotor nhằm đáp ứng các
thông số mong muốn như bảng 4.2. Trong khoảng thời gian q độ thì Quadrotor có tốc độ khơng ổn định nhưng đảm bảo 4 tốc độ của 4 động cơ là bằng nhau nhằm nâng quadrotor đồng thời giữ cho các góc xoay Roll, Pitch, Yaw đều bằng 0 hay có nghĩa là quadrotor sẽ khơng nghiêng trái/ phải, không lật trước/ sau và cũng không xoay quay Oz. Khi Quadrotor lên đến trạng thái z = 10m, thì Quadrotor ổn định tốc độ của 4 động cơ. Ở trạng thái này, tổng lực nâng của 4 động cơ gây nên bằng với trọng lực P của Quadrotor, Quadrotor nằm ở 1 độ cao cố định hay còn gọi là trạng thái “Hover”.
❖ Đáp ứng quadrotor theo phương Ox: Đồ thị hình 4.19 biểu diễn đáp ứng của
Quadrotor theo phương Ox trong không gian.
Trang 63
Vì góc nghiêng Roll = 0, nên Quadrotor sẽ không di chuyển theo phương Ox như lý thuyết trình bày ở chương 2.
❖ Đáp ứng quadrotor theo phương Oy: Đồ thị hình 4.20 biểu diễn đáp ứng của
Quadrotor theo phương Oy trong không gian.
Hình 4.20. Đáp ứng theo phương Oy của Quadrotor
Vì góc lật Pitch = 0, nên quadrotor sẽ khơng di chuyển theo phương Oy như lý thuyết trình bày ở chương 2.
4.3. Nhận xét kết quả mô phỏng
Dựa vào đồ thị đáp ứng các ngõ ra của quadrotor, chúng ta thấy kết quả mô phỏng rất khả quan. Tín hiệu ngõ ra nhanh chóng tiến về giá trị đặt và ổn định. Trong khoảng thời gian 0 – 3s thì có hiện tượng dao động ở các ngõ ra, nhưng sau thời gian 3s thì hệ thống đã hồn tồn ổn định. Các trường hợp mô phỏng đều cho đồ thị đúng như mong muốn. Ngồi những trường hợp mơ phỏng trên, tác giả cũng xây dựng nhiều giả lặp khác về các trạng thái hoạt động của quadrotor, kết quả cũng cho thấy sự khả quan, các tín hiệu ngõ ra nhanh đạt đến giá trị đặt.
Trang 64
CHƯƠNG 5
SO SÁNH ĐIỀU KHIỂN BACKSTEPPING VỚI CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN KHÁC 5.1. Phương pháp điều khiển trượt: (Sliding Mode Control - SMC)
Điều khiển trượt còn được gọi là điều khiển cấu trúc thay đổi, là điều khiển hồi tiếp chuyển mạch tốc độ cao. Lý thuyết điều khiển dùng để điều khiển chuyển mạch hồi tiếp tốc độ cao, điều khiển trạng thái hệ thống phi tuyến trên bề mặt xác định trong không gian trạng thái. Bề mặt này được gọi là mặt trượt hay bề mặt chuyển mạch.