Kết quả thực nghiệm được ghi lại và đưa lên địa chỉ:
http://youtu.be/n9uOQJIAiiU và http://youtu.be/_XBfmBU65bs 3.6. Kết luận chương 3
Trong chương này tác giả trình bày quá trình Ứng dụng vi mạch điện tử Arduino mega 2560 trong cài đặt thuật toán điều khiển ổn định vị trí con lắc ngược quay Kri PP-300.
Thay thế vi mạch điều khiển của hệ thống trước đây, ứng dụng thành công vi mạch điện tử Arduino mega 2560 kết hợp với Matlab/Simulink điều khiển được hệ thống con lắc cân bằng, ổn định. Tiến hành thực nghiệm, tìm ra giải pháp nâng cao tốc độ xử lý tín hiệu cho bộ điều khiển, vi mạch xử lý nhằm đáp ứng tốc độ điều khiển hệ thống. Đưa ra đáp ứng ổn định, cân bằng của hệ thống con lắc ngược quay thông qua các đồ thị trên Matlab/Simulink.
KẾT LUẬN VÀ ĐÁNH GIÁ 1.1. Kết luận
Đề tài này đã hoàn thành một số công việc sau:
Đánh giá tổng quan về Vi mạch điện tử Arduino, cách thức cài đặt, kết nối của Vi mạch điện tử Arduino với phần mềm Arduino, với Matlab/Simulink. Qua đó làm rõ thêm khả năng có thể kết nối, mở rộng điều khiển đối với Vi mạch điện tử Arduino, khả năng “nhúng” các ứng dụng điều khiển trên Arduino là rất mạnh nhằm phục vụ các yêu cầu nghiên cứu khoa học, giảng dạy và ứng dụng điều khiển trong thực tế.
Nghiêm cứu thuật toán điều khiển mô hình con lắc ngược quay Kri PP- 300 có tại phòng thí nghiệm của bộ môn Đo lường điều khiển, trên cơ sở ứng dụng cài đặt thuật toán điều khiển thông qua phần mềm Matlab/Simulink lên vi mạch điện tử Arduino mega 2560.
Trong quá trình nghiên cứu đã có những cải tiến, thay thế những bộ phận cả phần cứng và phần thuộc hệ thống không còn sử dụng được như: Encoder, vi mạch điều khiển UC96, phần mền hệ thống… bằng những bộ phận thiết bị, vi mạch điều khiển, phần mềm phù hợp tương thích nhằm đảm bảo hệ thống hoạt động đúng yêu cầu.
Kết nối, mô phỏng hoạt động, điều khiển thực hệ thống con lắc ngược quay trên Matlab/Simulink.
Bên cạnh đó vẫn còn tồn tại một số hạn chế như:
+ Tín hiệu vận tốc của con lắc và cánh tay không được đo trực tiếp mà phải nội suy từ vị trí, do đó hai giá trị này còn bị sai số đây chính là yếu tố gây nên nhiễu cho hệ thống.
+ Góc quay của con lắc được phản hồi bằng biến trở quay 3600
có sai số lớn (±20%) đây cũng là yếu tố gây mất ổn định không hề nhỏ cho hệ thống.
1.2. Đóng góp của luận văn
- Tìm ra giải pháp mới để điều khiển hệ thống con lắc ngược quay Kri PP-300 có tại bộ môn Đo lường điều khiển bằng Vi mạch điện tử Arduino mega dựa trên phần mềm Arduino và Matlab/Simulink nhằm phục vụ ứng dụng cho quá trình giảng dạy, thí nghiệm và nghiên cứu khoa học của Bộ môn và Khoa.
1.3. Hướng phát triển của đề tài
- Trên cơ sở các kết quả đã đạt được trong quá trình nghiên cứu, để hệ thống con lắc Kri PP-300 hoạt động ổn định hơn ta cần phát triển, cải tiến cả phần cứng và thuật toán điều khiển, tìm cách ứng dụng những thuật toán ổn định hơn, thông minh hơn để điều khiển hệ thống:
+ Tìm cách thay thế cảm biến góc quay con lắc bằng Encoder để tăng độ chính xác và ổn định.
+ Nghiên cứu thêm các thuật toán điều khiển hiện đại: Neural, Fuzzy… Xây dựng phương pháp điều khiển ổn định vị trí của con lắc tại mọi điểm mong muốn cho trước.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Giới thiệu Arduino, http://sotatec.com.vn/nhom-gioi-thieu-sotatec- 94.html, truy cập ngày 20.05.2013.
[2]. Arduino Mega 2560, http://arduino.cc/en/Main/arduinoBoardMega2560,
truy cập ngày 20.05.2013.
[3]. Arduino on Windows, http://arduino.cc/en/Guide/Windows, truy cập ngày 21.08.2013.
[4]. Simulink trên phần cứng của Arduino,
http://www.holiaco.com/mp/index.php?arid=80, truy cập ngày 21.08.2013. [5]. Arduino Support from Simulink, http://www.mathworks.com/hardware-
support/arduino-simulink.html, truy cập ngày 21.08.2013.
[6]. K.V.Ling, K.V.Lim, 15/03/1996, “Application examples of the Kri Inverted Pendulum PP-300”, of KentRidge Instrments Pte Ltd. (www.kri.com.sg/ip300.pdf )
[7]. Tan Kok Chye, Teo Chun Sang, 1998/99, “Rotary Inverted Pendulum”. School of electrical and electronic engineering, Namyang Technological University.
(www.ntu.edu.sg/eee/urop/LKV/Pendulum/FYP4086Report.pdf ) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
[8]. H.W.J. Van den Berg, July 2003, “Introduction to the control of an
inverted pendulum setup”, Eindhoven University of technology.
[9]. K J Asstrom K Furuta. . & && , . , Brief Paper “Swinging up a pendulum by