Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật Cơ điện tử: Ứng dụng thuật toán tiến hóa ước lượng tham số điều khiển con lắc ngược

Đề tài nghiên cứu được thực hiện nhằm mục đích khảo sát mô hình vật lý, kết hợp với việc xây dựng mô hình và giải thuật điều khiển để từ đó đưa ra cơ sở lý thuyết phục vụ cho việc tính toán, thiết kế làm mô hình và dùng phần mềm Matlab simulink để kiểm chứng giải thuật luật điều khiển và kiểm nghiệm luật điều khiển trên mô hình đã chế tạo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật Cơ điện tử: Ứng dụng thuật toán tiến hóa ước lượng tham số điều khiển con lắc ngược BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP.HCM NGUYỄN VĂN HÒA ỨNG DỤNG THUẬT TOÁN TIẾN HÓA ƯỚC LƯỢNG THAM SỐ ĐIỀU KHIỂN CON LẮC NGƯỢC LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: Kỹ Thuật Cơ Điện Tử Mã ngành: 60520114 TP. HỒ CHÍ MINH, năm 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP.HCM NGUYỄN VĂN HÒA ỨNG DỤNG THUẬT TOÁN TIẾN HÓA ƯỚC LƯỢNG THAM SỐ ĐIỀU KHIỂN CON LẮC NGƯỢC LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: Kỹ Thuật Cơ Điện Tử Mã ngành: 60520114 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. NGUYỄN THANH DŨNG TP. HỒ CHÍ MINH, năm 2017 CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS. NGUYỄN THANH DŨNG Cán bộ chấm nhận xét 1: TS. Ngô Hà Quang Thịnh Cán bộ chấm nhận xét 2: TS. Võ Hoàng Duy Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Công nghệ TP. HCM ngày 12 tháng 11 năm 2017. Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: TT Họ và tên Chức danh Hội đồng 1 PGS.TS. Nguyễn Thanh Phương Chủ tịch 2 TS. Ngô Hà Quang Thịnh Phản biện 1 3 TS. Võ Hoàng Duy Phản biện 2 4 TS. Nguyễn Hùng Ủy viên 5 TS. Nguyễn Hoài Nhân Ủy viên, Thư ký Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá luận văn và Khoa quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có). Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận văn Khoa quản lý chuyên ngành TRƯỜNG ĐH KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM PHÒNG QLKH – ĐTSĐH Độc lập - Tự do - Hạnh phúc Tp. Hồ Chí Minh, ngày 16 tháng 06 năm 2017 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: NGUYỄN VĂN HÒA Giới tính: Nam. Ngày, tháng, năm sinh: 20/10/1983 Nơi sinh: Bắc Ninh Chuyên ngành: Kỹ thuật cơ điện tử MSHV: 1441840009 I. TÊN ĐỀ TÀI Ứng dụng thuật toán tiến hóa ước lượng tham số điều khiển con lắc ngược II. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG a. Nhiệm vụ của đề tài  Nghiên cứu các phương pháp điều khiển.  Xác định mô hình toán học của Con lắc ngược quay.  Xây dựng mô hình và thuật toán điều khiển.  Mô phỏng sử dụng Matlab.  Thi công mô hình để kiểm nghiệm thực tế.  Nhận xét kết quả đạt được và so sánh với các kết quả đã được trong và ngoài nước. b. Nội dung của đề tài  Phần 1: Nghiên cứu các phương pháp điều khiển, từ đó đưa ra các vấn đề cần giải quyết để phục vụ cho việc xây dựng mô hình.  Phần 2: Xác định mô hình toán học của Con lắc ngược quay.  Phần 3: Xây dựng mô hình và thuật toán điều khiển, mô phỏng đáp ứng bằng phần mềm Matlab Simulink.  Phần 4: Thi công mô hình thực nghiệm. III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: ngày 23 tháng 01 năm 2016. IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: ngày 16 tháng 06 năm 2017. V. CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS. NGUYỄN THANH DŨNG CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH (Họ tên và chữ ký) TS. Nguyễn Thanh Dũng i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng luận văn với nội dung “Ứng dụng thuật toán tiến hóa ước lượng tham số điều khiển con lắc ngược” là công trình nghiên cứu của riêng tôi, dưới sự hướng dẫn của TS. Nguyễn Thanh Dũng. Các số liệu, kết quả mô phỏng nêu trong luận văn là trung thực, có nguồn trích dẫn và chưa được công bố trong các công trình nghiên cứu khác. Tp. Hồ Chí Minh, ngày 16 tháng 06 năm 2017 Người thực hiện luận văn Nguyễn Văn Hòa ii LỜI CẢM ƠN Xin cảm ơn Trường Đại học Công nghệ thành phố Hồ Chí Minh, cùng Quý Thầy, Cô đã tận tình truyền đạt kiến thức và tạo mọi điều kiện tốt nhất cho lớp chúng tôi trong suốt quá trình học cao học. Với lòng tri ân sâu sắc, tôi muốn nói lời cám ơn đến Thầy TS. Nguyễn Thanh Dũng, người đã nhiệt tình hướng dẫn và chỉ bảo cho tôi trong suốt thời gian thực hiện nghiên cứu đề tài này. Cám ơn lãnh đạo Khoa Cơ – Điện – Điện tử và quý Thầy Cô trong khoa đã giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện đề tài. Cám ơn tất cả các bạn trong khóa học, những người cùng chung chí hướng trong con đường tri thức để tất cả chúng ta có được kết quả ngày hôm nay. Cảm ơn gia đình và những người thân đã động viên, hỗ trợ tôi trong suốt thời gian thực hiện nghiên cứu này. Xin trân trọng gửi lòng tri ân và cảm ơn quý Thầy Cô. Tp. Hồ Chí Minh, ngày 16 tháng 06 năm 2017 Người thực hiện luận văn Nguyễn Văn Hòa iii TÓM TẮT Trong nhiều năm trở lại đây, hệ thống con lắc ngược quay được biết đến là một nền tảng thử nghiệm phổ biến để đánh giá các thuật toán điều khiển khác nhau và là một trong những mô hình cơ bản trong lý thuyết điều khiển do tính chất phi tuyến và không ổn định của nó. Nhiều phương pháp điều khiển từ cổ điển đến hiện đại đã được áp dụng trên hệ thống con lắc ngược quay. Trên cơ ...