Điều khiển PD cho hệ xe đạp một bánh tự cân bằng: mô phỏng và thực nghiệm

Bài viết Điều khiển PD cho hệ xe đạp một bánh tự cân bằng: Mô phỏng và thực nghiệm giới thiệu một phương pháp PD để giữ mô hình này cân bằng tại điểm làm việc tĩnh. Bộ điều khiển của chúng tôi được chứng minh hoạt động tốt trên mô phỏng Matlab/Simulink.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Điều khiển PD cho hệ xe đạp một bánh tự cân bằng: mô phỏng và thực nghiệm Tạp chí Khoa học, Trường Đại học Tiền Giang Số 12/2022 Điều khiển PD cho hệ xe đạp một bánh tự cân bằng: mô phỏng và thực nghiệmPD control for one wheeled self-balanced unicycle: simulation and experiment Nguyễn Thị Ái Vân, Nguyễn Văn Đông Hải 1*, Ngô Trần Minh Tú, Nguyễn Trung Dũng, Lương Minh Đạt, Dương Hoàng Nam, Nguyễn Minh Tú, Vũ Ngọc Long, Trần Quang Khải, Lê Hoài Lâm, Lâm Hoài Sơn, Đỗ Thế Quang, Phan Vĩnh Triều Anh, Lê Sỹ Đan, Lê Xuân Hiếu, Phạm Hoàng Vĩ Khang 1 Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật TPHCM, 01 Võ Văn Ngân, P. Linh Chiểu , Q. Thủ Đức, Thành phố Hồ Chí Minh, Việt NamThông tin chung Tóm tắtNgày nhận bài: Xe một bánh tự cân bằng là một hệ MIMO under-actuated giả 06/08/2022 lập sự biểu diễn của một nghệ sĩ xiếc giữ cân bằng trên một chiếc xe đạp một bánh mà không bị ngã. Trong bài báo này, chúng tôi giới thiệuNgày nhận kết quả phản biện: một phương pháp PD để giữ mô hình này cân bằng tại điểm làm việc 20/08/2022 tĩnh. Bộ điều khiển của chúng tôi được chứng minh hoạt động tốt trênNgày chấp nhận đăng: mô phỏng Matlab/Simulink. Để kiểm tra bộ điều khiển PD trong tình trạng thực tế, nhóm tác giả xây dựng một mô hình xe đạp một bánh có 26/09/2022 cấu trúc nhỏ gọn cho phòng thí nghiệm. Dựa trên mô hình thực tế này,Từ khóa: phương pháp của chúng tôi được chứng minh là hoạt động tốt trên Xe đạp một bánh; điều thực nghiệm. Trên cơ sở mô hình thí nghiệm trên, các khảo sát về sựkhiển PD; MIMO under- hiểu chỉnh thông số PD ở cả mô phỏng và thực nghiệm được tiến hànhactuated; điều khiển cân để kiểm chứng các luật trong việc tinh chỉnh thông số điều khiển theo lýbằng; tự cân bằng. thuyết. Thông qua kết quả khảo sát thực nghiệm, chúng tôi đã chỉ ra các thông số điều khiển quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng điều khiển.Keywords: Quá trình hiệu chỉnh các thông số trên ảnh hưởng đến hệ thống là UnicyclE robot; PD tương đồng với lý thuyết. Kết quả nghiên cứu này góp phần mang tínhcontrol; MIMO under- tham khảo để hướng đến việc xây dựng một đối tượng xe một bánh vậnactuated; balance control; chuyển hàng hóa thực tế trong tương lai.self-balancing. Abstract Self-balancing unicycles are a MIMO under-actuated model simulating the performance of a circus artist who self-balances on a one-wheeled bicycle without falling over. In this paper, a method of PD control is presented to balance this model at an equilibrium point. The controller was proved to work well on Matlab/Simulink simulation. To test the PD controller in real conditions, a unicycle model with small and simple structure for laboratories was made. Based on that real model, the used method demonstrated its good performance in experimental conditions. From that experimental model, numerous surveys of PD parameter adjustment in both simulation and experiment were conducted to test rules in fine-tuning the control parameters theoretically. Through the experimental results, the important control parameters which affect the control quality were pointed out. It is compatible with the theory that the process of adjusting those parameters affected the model. The results of this research contribute as a reference source for making a real one-wheeled goods transporting vehicle in the future.* tác giả liên hệ, email: hainvd@hcmute.edu.vn, 0349 672 108 -59- No.12/2022 Journal of Science, Tien Giang University 1. GIỚI THIỆU đã di chuyển tới lui được. Ở nghiên cứu Hệ xe hai bánh tự cân bằng (Two- [5], một số tác giả cũng đã đưa ra hệwheeled Self-balancing Robot - TSR) là phương trình toán học của OSU hoạtmột hệ thống nhiều vào-nhiều ra (multi động trên một mặt phẳng nghiêng. BĐKinput – multi putput - MIMO) under- ...