CỦA ĐỀ TÀI
6.1 Kết quả đạt được
Trong chuyên đề này học viên đã thực hiện các công việc sau:
+ Hệ thống đạt ổn định trong khoảng rộng. Tuy nhiên, khi sử dụng LQR, nếu đạt được thơng số gần phù hợp thì hệ thống sẽ đi về ổn định. Cịn ở phương pháp tuyến tính hóa vào ra rồi sử dụng LQR thì trừ phi chọn được thông số rất tốt ta mới đảm bảo hệ thống đứng im tại vị trí cân bằng. Ngược lại hệ thống sẽ dao động nhẹ quanh điểm cân bằng.
+ Việc tuyến tính hóa vào ra đối với hệ thống vẫn giữ nguyên các đặc trưng phi tuyến của hệ thống. Do đó khoảng ổn định cân bằng của hệ thống rộng hơn nhiều so với chỉ đơn thuần tuyến tính hóa hệ thống quanh điểm làm việc rồi điều khiển LQR.
+ Nghiên cứu và áp dụng giải thuật hối tiếp tuyến tính hóa riêng phần để giúp hệ Pendubot tự swing-up lên vị trí cân bằng.
+ Nghiên cứu họ vi điều khiển C2000 của Texas Instrument điển hình là chip điều khiển TMS320F28335, các thư viện và cách lập trình bằng ngơn ngữ C và ngôn ngữ matlab/Simulink để phục vụ cho việc thi công thực tế các bộ điều khiển.
+ Lập trình bộ điều khiển giữ cân bằng LQR nhúng giải thuật thực tế trên board TMS320F28335 nhằm điều khiển giữ thăng bằng mơ hình cơ khí thực tế của hệ Pendubot.
+ Mơ hình thực nghiệm đã tự swing-up lên vị trí cân bằng và giữ cân bằng ở đó. Đặc biệt khi tác động một lực (nhiễu) quá mạnh làm hệ thống ra khỏi vùng mà hệ thống điều khiển được thì theo qn tính hệ thống sẽ quay tự do, nếu trở lại được vị trí mà hệ thống điều khiển được thì hệ thống vẫn hoạt động và điều khiển cân bằng
+ Góc θ1 (góc nhọn giữa link 1 và trục theo phương thẳng đứng) tối đa mà hệ vẫn trở về được trạng thái cân bằng là: 1
7 7
+ Góc θ2 (góc nhọn giữa link 1 và link 2) tối đa mà hệ vẫn trở về được trạng thái cân bằng là: 2
7 7
6.2 Giới hạn của đề tài
+ Link 1, link 2 và vật nặng phải được cố định và có khối lượng khơng đổi nếu không hệ thống sẽ không thể hoạt động được.
+ Khi góc θ1 (góc nhọn giữa link 1 và trục theo phương thẳng đứng) là:
1
7 7
và góc θ2 (góc nhọn giữa link 1 và link 2) là: 2
7 7
thì hệ sẽ
khơng tự reset về vị trí ban đầu là thẳng đứng hướng xuống để Swing up lên lại. + Góc nhiễu tối đa của hệ là
7 7 6.3 Đóng góp của đề tài:
+ Luận văn đã đưa ra được cái nhìn tổng quan về các phương pháp điều khiển của các nhà nghiên cứu trước đó.
+ Luận văn đưa ra phương pháp điều khiển cho q trình giữ cân bằng tại vị trí cân bằng ngược.
6.4 Hướng phát triển của đề tài:
+ Phần cứng: Xây dựng con lắc đôi (trên link 2 sẽ gắn thêm một con lắc tự do nữa)
+ Phần điều khiển:
Nghiên cứu giải thuật điều khiển Swing _up phù hợp hơn.
Nghiên cứu khả năng ổn định của hệ thống khi có vật nặng có khối lượng thay đổi trên đỉnh của link 2.
Sử dụng các phương pháp nhận dạng bằng Neuron để nhận dạng các hàm của hệ thống phi tuyến. Từ đó ta sẽ tuyến tính hóa vào-ra và điều khiển cho hệ phức tạp hơn.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Bài báo khoa học:
[1] I. Fantoni, R. Lozzano, and M. Spong, “Energy Based control of the Pendubot” IEEE, Trans. Autom.Control, vol 45, no 4, pp 725-729, 2000.
[2] M.Zhang and T.J.Tarn, “Hybrid control of Pendubot”, IEEE/ASME Trans. Mechatronics, vol 7, no. 1, pp79-86, 2002.
Sách tham khảo:
[3] Dương Hoài Nghĩa. Điều khiển hệ thống đa biến, Nhà xuất bản đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh, 2007.
[4] Nguyễn Thị Phương Hà. Lý thuyết điều khiển hiện đại, Nhà xuất bản đại học
Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh, 2009.
[5] Nguyễn Dỗn Phước. Lý thuyết điều khiển nâng cao, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, 2007.
Luận văn tham khảo:
[6] “Luận văn thạc sĩ: Xây dựng bộ điều khiển nhúng tuyến tính hóa vào ra cho hệ xe con lắc ngược”, (2011) HVTH: Nguyễn Văn Đông Hải, HDKH: PGS.TS Dương Hoài Nghĩa
[7] “Luận văn thạc sĩ: Tối ưu hóa điều khiển PID cho hệ Ball & Beam dùng giải thuật Genetic Algorithm”, (2015) HVTH: Nguyễn Sơn Hà, HDKH: PGS.TS Trần Thu Hà, Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật thành phố Hồ Chí Minh.
[8] “Luận văn thạc sĩ: Điều khiển cân bằng hệ Pendubot”, (2016) HVTH: Phạm Văn Lợi, HDKH: TS Trương Đình Nhơn, Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật thành phố Hồ Chí Minh.
Nguồn Internet:
[9] Texa instruments, TMS320F28335 digital signail controllers. Data manual. http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tms320f28333.pdf