SlideShare a Scribd company logo
1 of 27
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
LÊ VĂN THƢỞNG
NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO
MÔ HÌNH HỆ THỐNG CÂN BẰNG BÓNG - ĐĨA
Chuyên ngành: Kỹ thuật điều khiển và Tự động hóa
Mã số: 60.52.02.16
TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
Đà Nẵng - Năm 2017
Công trình đã được nghiên cứu tại
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
Người hướng dẫn khoa học: TS. NGUYỄN QUỐC ĐỊNH
Phản biện 1: TS. TRẦN ĐÌNH KHÔI QUỐC
Phản biện 2: TS. NGUYỄN VĂN SUM
Luận văn được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp
thạc sĩ kỹ thuật họp tại Đại học Đà Nẵng vào ngày 06 tháng 05 năm
2017
Có thể tìm hiểu luận văn tại:
- Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng
1
MỞ ĐẦU
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Hệ thống cân bằng được ứng dụng rất nhiều trong kỹ thuật và
đời sống hằng ngày của chúng ta. Do đó hệ thống cân bằng được
nghiên cứu liên tục từ hệ thống đơn giản đến phức tạp (từ hệ thống
con lắc ngược, vật nâng trong từ trường, máy bay không người lái,
xe hai bánh tự cân bằng, đến cân bằng một tòa nhà để chống động
đất ở Nhật Bản, …).
Xuất phát từ ý tưởng hệ thống cân bằng bóng trên thanh (cân
bằng bóng trên 1 trục ngang), hệ thống cân bằng bóng trên đĩa được
phát triển nhằm cân bằng bóng trên một mặt phẳng cố định. Hệ cân
bằng bóng trên đĩa được xem như một công cụ nghiên cứu trong các
ứng dụng khoa học và trong học tập. Vì vậy mô hình cần phải được
hình thành và từ đó nghiên cứu ứng dụng luật điều khiển cho phù
hợp mô hình.
2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU
- Tìm hiểu về các phương pháp điều khiển cân bằng;
- Tìm hiểu về lý thuyết điều khiển trượt;
- Nghiên cứu kết hợp lý thuyết điều khiển trượt điều khiển cân
bằng bóng trên đĩa;
- Đưa luật điều khiển vào mô hình mô phỏng trên phần mềm
Matlab trước khi ứng dụng vào mô hình thực.
- Chế tạo mô hình thực và nhúng giải thuật điều khiển vào mô
hình thực.
- Kiểm tra đánh giá sai số giữa mô phỏng và thực tế.
3. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Đối tượng nghiên cứu:
2
- Bộ điều khiển cân bằng bóng trên đĩa.
Phạm vi nghiên cứu:
- Xây dựng mô hình toán học cho hệ thống bóng trên đĩa ;
- Điều khiển cân bằng hệ thống bằng bộ điều khiển trượt;
- Mô phỏng hệ thống bằng phần mềm Matlab.
4. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Nghiên cứu lý thuyết:
- Nghiên cứu xây dựng mô hình toán học cân bằng bóng trên
đĩa;
- Nghiên cứu điều khiển trượt để điều khiển cân bằng bóng
trên đĩa.
Phương pháp thực nghiệm:
- Sử dụng phần mềm Matlab/ Simulink làm công cụ xây dựng
mô hình và mô phỏng hệ thống.
- Thiết kế chế tạo mô hình thực và nhúng các luật điều khiển
vào mô hình thực.
5. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
- Hệ thống cân bằng bóng trên đĩa là cơ sở để tạo ra các hệ
thống tự cân bằng như: xe hai bánh tự cân bằng, tháp vô tuyến, giàn
khoan, công trình biển…
- Khi lý thuyết về các bộ điều khiển hiện đại ngày càng hoàn
thiện hơn thì hệ thống cân bằng bóng trên đĩa được phát triển nhằm
cân bằng bóng trên một mặt phẳng cố định. Hệ cân bằng bóng trên
đĩa được xem như một công cụ nghiên cứu trong các ứng dụng khoa
học và trong học tập.
6. CẤU TRÚC LUẬN VĂN
Cấu trúc của luận văn gồm 4 chương:
Chương 1: Giới thiệu tổng quan
3
Chương 2: Xây dựng phương trình trạng thái cho hệ thống
bóng - đĩa.
Chương 3: Thiết kế bộ điều khiển cho hệ thống bóng trên đĩa.
Chương 4: Xây dựng mô hình thực và thiết kế hệ thống nhúng
Kết luận và hướng phát triển đề tài.
4
CHƢƠNG 1
GIỚI THIỆU TỔNG QUAN
1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ
1.2. GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
Hệ thống bóng trên đĩa (ball on plate) được phát triển từ hệ
thống nổi tiếng trước đó đã được sử dụng nhiều trong phòng thí
nghiệm và trở nên quen thuộc với nhiều người là hệ thống bóng trên
thanh (ball and beam). Hệ thống bóng trên đĩa mà học viên chọn bao
gồm một tấm phẳng hình chữ nhật được dẫn động để quay theo hai
phương x và y thông qua khớp cầu. Hai khớp này được truyền động
bằng hai động cơ servo thông qua bộ truyền đai răng. Trên tấm
phẳng hình chữ nhật học viên đặt một trái bóng với hai mục tiêu điều
khiển là:
Ổn định: áp dụng các luật điều khiển phi tuyến sao cho quả
bóng trên đĩa ổn định tại điểm cân bằng.
Bám đuổi: sau khi hệ thống đã ổn định tại điểm cân bằng. Học
viên sẽ phát triển hệ thống sao cho quả bóng bám theo một quỹ đạo
cho trước như hình tròn và hình vuông.
Công việc của học viên bao gồm :
Mô hình hóa hệ thống bóng trên đĩa.
Thiết kế chế tạo mô hình thực hệ thống bóng trên đĩa.
Nghiên cứu luật điều khiển trượt để áp dụng vào mô hình.
Mô phỏng hệ thống trên Matlab, đưa ra kết quả để thiết kế
trên mô hình thực.
1.3. CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN
1.3.1. Phân loại hệbóng trên đĩa
1.3.2. Các bài báo khoa học liên quan
5
CHƢƠNG 2
XÂY DỰNG PHƢƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI
CHO HỆ THỐNG BÓNG – ĐĨA
2.1. GIỚI THIỆU
2.2.CẤU TẠO ĐỐI TƢỢNG
Hình 2.1. Mô hình mô phỏng 3D kết cấu cơ khí của mô hình thực
Hệ thống bóng trên đĩa mà học viên chọn bao gồm một tấm
phẳng hình chữ nhật được dẫn động để quay theo hai phương x và y
thông qua khớp bản lề. Hai khớp này được truyền động bằng hai
động cơ servo thông qua bộ truyền đai răng. Với 2 bộ encoder trả về
tín hiệu phản hồi vị trí động cơ. Còn vị trí quả bóng trên đĩa được
phản hồi về nhờ tấm cảm ứng gắn trên mặt đĩa.
2.3.NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG
2.4.MÔ HÌNH TOÁN HỆ THỐNG BÓNG TRÊN ĐĨA
2.4.1. Xây dựng phƣơng trình vi phân mô tả hệ thống bóng
trên đĩa
Xét phươngtrình Euler – Lagrange có dạng như sau:
L L
Q
t qq
(2.1)
Trong đó:
L=K-V (2.2)
6
Theo trục x:
2
2
2
sin 0
( ) 2 cos sin
b
x x
x xpy b x x x
J
m x m x mg
r
J J mx mx x mgx mgr
(2.14)
Theo trục y :
2
2
2
sin 0
( ) 2 cos sin
b
y y
y ypy b y y y
J
m y m y mg
r
J J my my y mgy mgr
(2.15)
2.4.2. Mô hình hóa động cơ
Theo đúng cấu trúc thật sự, ta cần chia động cơ thành 2 phần:
điện và cơ như hình sau:
Hình 2.4. Sơ đồ phân tích khối động cơ DC
Phần điện:
m a b b
di
V L R i K
dt
(với bE = bK ) (2.16)
Phần cơ:
1 1m f m
d
J K i T C
dt
(với m tK i ) (2.17)
Khối động cơ DC được miêu tả ở hình sau:
7
Hình 2.5. Hàm truyền khối động cơ DC
2.4.3. Mô hình truyền động
Hình 2.6. Sơ đồ phân tích chuyển động và góc truyền
lực của thanh liên kết
2.4.4. Mô hình toán học toàn hệ thống
Từ (2.14) (2.15) (2.25) và (2.26) ta có phương trình vi phân
của toàn hệ thống như sau:
Theo trục x:
2
2
2 2
2 2
sin 0
( ) 2 cos sin ( )cos
b
x x
g bx g bx
x xpy b x x x x x
ax ax
J
m x m x mg
r
K K K K
J J mx mx x mgx mgR V
R R
(2.36)
Theo trục y:
8
2
2
2 2
2 2
sin 0
( ) 2 cos sin ( )cos
b
y y
g by g by
y ypy b y y y y y
ay ay
J
m y m y mg
r
K K K K
J J my my y mgy mgR V
R R
(2.37)
Đặt các hệ số như sau:
1
2
b
m
J
m
r
2
g bx
ax
K K
R
3
g by
ay
K K
R
2 2
4
g bx
ax
K K
R
2 2
5
g by
ay
K K
R
6 2m 8 mgr 9 px bJ J 10 py bJ J
Thay vào (2.36) ta thu được phương trình không gian trạng
thái của hệ thống cho trục X bằng cách đặt các biến trạng thái như
sau:
1 2 3 4, , , , , ,
T
T
x xX x x x x x x
1 2
2
2 1 1 4 3
3 4
( sin )
x x
x x x g x
x x
2
4 2 4 4 3 6 1 2 4 7 1 3 8 32
9 1
1
( )cos cos sinxx V x x x x x x x x
mx (2.38)
Tương tự ta có phương trình không gian trạng thái của hệ
thống cho trục Y bằng cách đặt các biến trạng thái như sau:
1 2 3 4, , , , , ,
T
T
y yY y y y y y y
1 2
2
2 1 1 4 3
3 4
( sin )
y y
y y y g y
y y
2
4 3 5 4 3 6 1 2 4 7 1 3 8 32
10 1
1
( )cos cos sinyy V y y y y y y y y
my
(2.39)
9
CHƢƠNG 3
THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN BÓNG – ĐĨA
3.1.CƠ SỞ LÝ THUYẾT
3.1.1. Giới thiệu về điều khiển trƣợt.
3.1.2. Điều khiển trƣợt (Sliding mode control SMC)
a. Điều khiển bám
Xét hệ thống phi tuyến biểu diễn bởi phương trình vi phân
uyyyygyyyyfy nnn
),,,(),,,( )1()1()(
 (3.1)
Đặt: )1(
321 ,...,,, n
n yxyxyxyx  (3.2)
Ta biểu diễn trạng thái
uxgxfx
xx
xx
xx
n
nn
)()(
1
32
21





(3.3)
1xy
Vấn đề: Xác định tín hiệu điều khiển u sao cho tín hiệu ra y
bám theo tín hiệu đặt r
Mặt trượt:
Định nghĩa tín hiệu sai lệch như sau:
e = y – r (3.4)
Định nghĩa hàm S
eaeaeaeS n
n
n
01
)2(
2
)1(
 (3.5)
Luật điều khiển được xác định bởi
( 1)
2 1 3 0 2
1
( ) ( ) ... ( ) ( ) . ( )
( )
n
n nu f x a x r a x r a x r sign S
g x
(3.10)
10
b. Ổn định hóa (Regulation)
Xét hệ thống
uxxgxxfx
xxfx
),(),(
),(
212122
2111

 (3.11)
Mục tiêu điều khiển: đưa vector trạng thái x về 0.
Định nghĩa mặt trượt:
)( 12 xxS (3.12)
Luật điều khiển:
Ta có :
),(),(),(),( 211
1
21212211
1
2 xxf
x
uxxgxxfxxf
x
xS  (3.13)
Có thể chọn u sao cho
)(. SsignS (3.14)
Trong đó là một hằng số dương chọn trước. Luật điều khiển
được xác định bởi :
)(.)()(
)(
1
1
1
2 Ssignxf
x
xf
xg
u (3.15)
c. Tính bền vững của luật điều khiển
Trong điều kiện có sai số mô hình, luật điều khiển (3.10) luôn
đưa được quỹ đạo pha của hệ thống về mặt trượt S = 0 nếu điều kiện
sau được thỏa mãn:
Nếu S > 0 thì S < 0
Nếu S < 0 thì S > 0 (3.16)
Nếu S = 0 thì S = 0
11
Hình 3.3. Hiện tượng chattering
3.2. THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN TRƢỢT
3.2.1. Thiết kế trục X:
Với 1z là ngõ ra của hệ thống và 1x là vị trí bóng. Ta lần lượt
đạo hàm ngõ ra.
1 1
2
1 3
1 4 3
2 3
2 4 4 3 6 1 2 4 7 1 3 8 3 1 2 3
1 1 4 3 3 2 2
9 1 9 1
1
1
1
sin
cos
cos cos sin cos
sin cos x
z x
x
g x
gx x
x x x x x x x x g x
g x x x V
mx mx
z
z
z
z
(3.21)
Đặt:
2
2 4 4 3 6 1 2 4 7 1 3 8 3
( ) 1 4 3 3 2
9 1
3
1 2 3
( ) 2
9 1
cos cos sin
sin cos
cos
x
x
x x x x x x x x
f g x x x
mx
g x
h
mx
(3.22)
Thay (3.25) và (3.27) vào (3.29) ta có luật điều khiển trục X
cho hệ thống:
( ) 1 1 4 3 2 1 3 3 2 1
( )
1
cos sin ( )x x x x
x
V f b gx x b g x b x k sign S
h (3.30)
Với 1b , 2b , 3b là các hệ số thỏa điều kiện ổn định Hurwitz.
3.2.2. Thiết kế trục Y:
12
Với 2z là ngõ ra của hệ thống và 1y là vị trí bóng. Ta lần lượt
đạo hàm ngõ ra.
2 1
2
1 3
1 4 3
2 3
2 4 4 3 6 1 2 4 7 1 3 8 3 1 2 3
2 1 4 3 3 2 2
10 1 10 1
2
2
2
sin
cos
cos cos sin cos
sin cos y
z y
y
g y
gy y
y y y y y y y y g y
g y y y V
my my
z
z
z
z
(3.31)
Đặt:
2
2 4 4 3 6 1 2 4 7 1 3 8 3
( ) 1 4 3 3 2
10 1
3
1 2 3
( ) 2
10 1
cos cos sin
sin cos
cos
x
x
y y y y y y y y
f g y y y
my
g y
h
my
(3.32)
Thay (3.35) và (3.37) vào (3.39) ta có luật điều khiển trục X
cho hệ thống:
( ) 4 1 4 3 5 1 3 6 2 1
( )
1
cos sin ( )y y y y
y
V f b gy y b g y b y k sign S
h (3.40)
Với 4b , 5b , 6b là các hệ số thỏa điều kiện ổn định Hurwitz.
Tìm thông số 1b , 2b , 3b 4b , 5b , 6b :
Định nghĩa sai số như sau:
1 1
2
3
1 2 3
d d
T
e x z z z
e z
e z
e e e e
(3.41)
Xét phương trình vi phân sau:
ee A e (3.42)
Với
13
3 2 1
0 1 0
0 0 1eA
b b b
(3.43)
Phương trình đặc trưng của phương trình (3.42) là:
3 2
1 2 3det esI A s bs b s b (3.44)
Mục tiêu: xác định các hệ số 1b , 2b , 3b để eA có các trị riêng ở
nửa bên trái mặt phẳng phức.
Chọn các cực mong muốn là: 1 2,310 2 2s s j
Đa thức đặc trưng mong muốn là: 3 2
14 48 80s s s (3.45)
Đồng nhất thức hai hệ số (3.44) và (3.45) chúng ta sẽ tìm được
hệ số 1b , 2b , 3b .
Tìm tương tự cho 4b , 5b , 6b .
1 2 3 1
4 5 6 1
14 48 80 29
14 48 80 26
x
y
b b b k
b b b k
3.3.MÔ PHỎNG BỘ ĐIỀU KHIỂN TRƢỢT
Từ phương trình (3.30) và (3.40) ta có luật điều khiển cho hệ thống:
( ) 1 1 4 3 2 1 3 3 2 1
( )
1
cos sin ( )x s x x x
s x
V f b gx x b g x b x k sign S
h
( ) 4 1 4 3 5 1 3 6 2 1
( )
1
cos sin ( )y s y y y
s y
V f b gy y b g y b y k sign S
h
Với 1b , 2b , 3b 4b , 5b , 6b là các hệ số thỏa điều kiện ổn định Hurwitz.
Chọn các cực hệ thống là: 1 2,310 2 2s s j
Với các hệ số đã tính bộ thông số 2 như sau:
1 2 3 1
4 5 6 1
14 48 80 29
14 48 80 26
x
y
b b b k
b b b k
14
Sơ đồ mô phỏng Matlab/ Simulink như sau:
Hình 3.5. Mô phỏng hệ thống dùng bộ điều khiển trượt
Hình 3.6. Khối mô phỏng hệ thống phi tuyến
15
Hình 3.7. Khối điều khiển trượt
3.4. KẾT QUẢ THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN TRƢỢT
Hình 3.8.Đáp ứng của trục X tại tọa độ của bóng
(x,y)= (-0.23;0.13) trên đĩa
16
Hình 3.9. Đáp ứng của trục Y tại tọa độ của bóng
(x,y) = (-0.23;0.13) trên đĩa
Hình 3.10. Điện áp động cơ của trục X tại tọa độ của bóng
(x,y) = (-0.23;0.13) trên đĩa
Hình 3.11.Điện áp động cơ của trục Y tại tọa độ của bóng
(x,y) = (-0.23;0.13) trên đĩa
Nhận xét:Qua kết quả mô phỏng hệ thống bóng trên đĩa sử
dụng bộ điều khiển trượt cho thấy hệ thống ổn định tại tín hiệu đặt và
tín hiệu ra bám sát tín hiệu đặt. Bộ điều khiển trượt mà ta thiết kế
trên đáp ứng được yêu cầu 0e khi t .
17
CHƢƠNG 4
XÂY DỰNG MÔ HÌNH THỰC VÀ THIẾT KẾ
HỆ THỐNG NHÚNG
4.1. GIỚI THIỆU
4.2. CÁC THÀNH PHẦN CỦA HỆ THỐNG BÓNG TRÊN ĐĨA
.
Hình 4.2.Mô hình thực tế của hệ thống bóng trên đĩa
4.2.1. Khớp nối xoay
4.2.2. Khớp Đa hƣớng
4.2.3. Đai truyền
4.2.4. Motor và Encoder
4.2.5. Tấm cảm ứng
4.2.6. Board điều khiển số DSP và board công suất
18
Hình 4.8. Bộ điều khiển số DSP
4.3.XÂY DỰNG BỘ ĐIỀU KHIỂN NHÚNG
4.3.1. Xây dựng mô hình bộ điều khiển trƣợt
Mô hình thực của hệ thống bóng trên đĩa là một hệ gồm tấm
phẳng quay tự do quanh 1 trục cố định trên đế. Tấm phẳng này có 2
bậc tự do quay được theo chiều X và Y nhờ hệ thống trục khuỷu
thanh thuyền gắn với động cơ. Bóng được thả lăn tự do trên đĩa với
điều kiện lăn không trượt trên đĩa. Vị trí của bóng trên đĩa sẽ được
phản hồi về qua giá trị ADC gửi về của tấm cảm ứng đặt trên đĩa và
chuỗi xung encoder trả về phản hồi góc quay của đĩa.
19
Hình 4.11. Khối truyền thông
+ Khối Convert: là khối chứa hàm chuyển đổi các giá trị dạng số
thực sang mã ASCII phục vụ cho việc truyền thông trao đổi dữ liệu
với thiết bị khác.
+ Khối SCI Transmit:giữ vai trò truyền thông nối tiếp chuẩn
RS232 với các thiết bị ngoại vi khác hay máy tính điều khiển.
20
Hình 4.12. Xây dựng hệ thống nhúng cho bộ điều khiển trượt
Xây dựng các khối chức năng của mô hình bộ điều khiển trượt
trực tiếp trong thư viện Target for TI C2000 được tích hợp sẵn
Simulink của Matlab liên kết với Code Compose Studio của hãng TI.
Điều này cho phép người dùng chạy chương trình Simulink từ
Matlab, chương trình Matlab tựbiên dịch sang ngôn ngữ C rồi
chuyển sang ngôn ngữ máy nạp trực tiếp cho chíp Vi điều khiển.
4.3.2. Chƣơng trình giao tiếp và hiển thị
21
Kết quả chạy thực thế được hiển thị trên giao diện thông qua
biểu đồ theo thời gian nhằm đánh giá được kết quả chạy thực tế.
Hình 4.15. Chương trình giao tiếp và hiển thị hệ thống
4.3.3. Kết quả bộ điều khiển trƣợt trên mô hình thực
Kết quả ổn định vị trí quanh điểm dừng của hệ thống bóng trên
đĩa trên mô hình thực.
Hình 4.16. Kết quả ổn định vị trí của hệ thống bóng trên đĩa quanh
điểm dừng (x=0,y=0) cho bộ điều khiển trượt
 Kết quả ổn định vị trí theo hình vuông của hệ thống bóng
trên đĩa trên mô hình thực.
22
Hình 4.18. Kết quả ổn định vị trí của hệ thống
bóng trên đĩa theo điểm đặt
Hình 4.19. Kết quả ổn định vị trí của hệ thống
bóng trên đĩa theo hình tròn
 Nhận Xét: Qua kết quả vị trí của hệ thống bóng trên đĩa cho
thấy hệ thống ổn định theo điểm đặt và theo hình, vị trí bóng trên đĩa
gần bám sát vị trí đặt. Bộ điều khiển trượt đáp ứng tốt cho hệ thống
phi tuyến này. Kết quả này gần giống như kết quả mô phỏng bộ điều
khiển trượt cho hệ thống trên chương 3.
23
KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI
1. KẾT QUẢ ĐẠT ĐƢỢC
 Mô hình hóa được hệ thống bóng trên đĩa.
 Xây dựng phương trình động học hệ thống bóng trên đĩa.
 Thiết kế bộ điều khiển tối ưu cho hệ thống bóng trên đĩa.
 Chế tạo mô hình thực.
 Kiểm chứng mô phỏng trên lý thuyết với thực nghiệm của
mô hình.
2. NHỮNG HẠN CHẾ
 Kết cấu cơ khí chưa hoàn toàn chính xác, độ chính xác các
khớp nối cơ khí chưa tốt nên ảnh hưởng một phần độ chính xác
của việc điều khiển vị trí bóng.
 Truyền động motor sử dụng dây Curo vẫn còn một độ chùng
nên cũng ảnh hưởng đến việc điều khiển bóng.
 Việc Calib vị trí ban đầu của hệ thống chưa về 0 nên biểu
diễn theo đồ thị sẽ gây một phần Offset.
 Phân bố trọng tâm của đĩa không đều nên moment điều
khiển vị trí bóng ở từng điểm không bằng nhau.
 Trọng lượng của các thanh nối từ động cơ lên đĩa cũng ảnh
hưởng đến hệ thống.
 Vận tốc của việc điều khiển vị trí bóng chưa cao.
3. HƢỚNG PHÁT TRIỂN
Với những kết quả đã đạt được và những mặt hạn chế thì
hướng phát triển của đề tài sẽ là:
 Điều chỉnh độ chính xác của thiết kế cơ khí.
 Sử dụng động cơ giảm tốc có hệ số bằng bánh răng kim loại.
 Sử dụng vật liệu nhẹ cho các thanh đỡ nối từ động cơ lên đĩa.
24
 Dùng Camera xử lý ảnh để xác định vị trí bóng thay cho tấm
cảm ứng.
 Nâng cao công suất động cơ để ứng dụng mô hình trong giải
trí giữ thang bằng.
 Tìm thuật toán điều khiển tối ưu hơn cho hệ thống nhằm tăng
độ chính xác của bộ điều khiển của hệ thống.
 Ứng dụng vào thí nghiệm các luật điều khiển khác nhau vào
mô hình.
Luận văn: Chế tạo mô hình hệ thống cân bằng bóng - đĩa, HAY

More Related Content

What's hot

Thiết kế hệ thống điều khiển mô phỏng chuyển động cánh tay..pdf
Thiết kế hệ thống điều khiển mô phỏng chuyển động cánh tay..pdfThiết kế hệ thống điều khiển mô phỏng chuyển động cánh tay..pdf
Thiết kế hệ thống điều khiển mô phỏng chuyển động cánh tay..pdf
Man_Ebook
 
Thiết kế hệ thống tự động giám sát cho trạm xử lý nước thải.pdf
Thiết kế hệ thống tự động giám sát cho trạm xử lý nước thải.pdfThiết kế hệ thống tự động giám sát cho trạm xử lý nước thải.pdf
Thiết kế hệ thống tự động giám sát cho trạm xử lý nước thải.pdf
Man_Ebook
 
Dieu khien so
Dieu khien soDieu khien so
Dieu khien so
98a14567
 

What's hot (20)

Bài toán thiết kế luật điều khiển cho rô bốt di động kiểu bánh xe, HAY
Bài toán thiết kế luật điều khiển cho rô bốt di động kiểu bánh xe, HAYBài toán thiết kế luật điều khiển cho rô bốt di động kiểu bánh xe, HAY
Bài toán thiết kế luật điều khiển cho rô bốt di động kiểu bánh xe, HAY
 
Các phương pháp thiết kế bộ điều khiển PID.docx
Các phương pháp thiết kế bộ điều khiển PID.docxCác phương pháp thiết kế bộ điều khiển PID.docx
Các phương pháp thiết kế bộ điều khiển PID.docx
 
Thiết kế hệ thống điều khiển mô phỏng chuyển động cánh tay..pdf
Thiết kế hệ thống điều khiển mô phỏng chuyển động cánh tay..pdfThiết kế hệ thống điều khiển mô phỏng chuyển động cánh tay..pdf
Thiết kế hệ thống điều khiển mô phỏng chuyển động cánh tay..pdf
 
ĐIều khiển con lắc ngược quay
ĐIều khiển con lắc ngược quayĐIều khiển con lắc ngược quay
ĐIều khiển con lắc ngược quay
 
ĐIỀU KHIỂN CÂN BẰNG CON LẮC NGƯỢC SỬ DỤNG BỘ ĐIỀU KHIỂN LQR VÀ BỘ LỌC KALMAN ...
ĐIỀU KHIỂN CÂN BẰNG CON LẮC NGƯỢC SỬ DỤNG BỘ ĐIỀU KHIỂN LQR VÀ BỘ LỌC KALMAN ...ĐIỀU KHIỂN CÂN BẰNG CON LẮC NGƯỢC SỬ DỤNG BỘ ĐIỀU KHIỂN LQR VÀ BỘ LỌC KALMAN ...
ĐIỀU KHIỂN CÂN BẰNG CON LẮC NGƯỢC SỬ DỤNG BỘ ĐIỀU KHIỂN LQR VÀ BỘ LỌC KALMAN ...
 
NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN TRƢỢT BẬC HAI CHO TAY MÁY ROBOT CÔNG NGHIỆP...
NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN TRƢỢT BẬC HAI CHO TAY MÁY ROBOT CÔNG NGHIỆP...NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN TRƢỢT BẬC HAI CHO TAY MÁY ROBOT CÔNG NGHIỆP...
NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN TRƢỢT BẬC HAI CHO TAY MÁY ROBOT CÔNG NGHIỆP...
 
Đề tài: Chế tạo và điều khiển cánh tay robot 3 bậc tự do, HAY
Đề tài: Chế tạo và điều khiển cánh tay robot 3 bậc tự do, HAYĐề tài: Chế tạo và điều khiển cánh tay robot 3 bậc tự do, HAY
Đề tài: Chế tạo và điều khiển cánh tay robot 3 bậc tự do, HAY
 
Đề tài: Robot dò line điều khiển qua điện thoại, HAY, 9đ
Đề tài: Robot dò line điều khiển qua điện thoại, HAY, 9đĐề tài: Robot dò line điều khiển qua điện thoại, HAY, 9đ
Đề tài: Robot dò line điều khiển qua điện thoại, HAY, 9đ
 
Thiết kế hệ thống tự động giám sát cho trạm xử lý nước thải.pdf
Thiết kế hệ thống tự động giám sát cho trạm xử lý nước thải.pdfThiết kế hệ thống tự động giám sát cho trạm xử lý nước thải.pdf
Thiết kế hệ thống tự động giám sát cho trạm xử lý nước thải.pdf
 
Robot bám đường ứng dụng thuật toán PID - Line follow robot with PID . Chu Qu...
Robot bám đường ứng dụng thuật toán PID - Line follow robot with PID . Chu Qu...Robot bám đường ứng dụng thuật toán PID - Line follow robot with PID . Chu Qu...
Robot bám đường ứng dụng thuật toán PID - Line follow robot with PID . Chu Qu...
 
Đều khiển phi tuyến hệ agv​
Đều khiển phi tuyến hệ agv​Đều khiển phi tuyến hệ agv​
Đều khiển phi tuyến hệ agv​
 
Mô phỏng động cơ điện 1 chiều
Mô phỏng động cơ điện 1 chiềuMô phỏng động cơ điện 1 chiều
Mô phỏng động cơ điện 1 chiều
 
Dieu khien so
Dieu khien soDieu khien so
Dieu khien so
 
Đồ Án Tốt Nghiệp KCD2 MOBILE ROBOT_10215412052019
Đồ Án Tốt Nghiệp KCD2 MOBILE ROBOT_10215412052019Đồ Án Tốt Nghiệp KCD2 MOBILE ROBOT_10215412052019
Đồ Án Tốt Nghiệp KCD2 MOBILE ROBOT_10215412052019
 
Đề tài: Tổng quan về mobile robot, HAY, 9đ
Đề tài: Tổng quan về mobile robot, HAY, 9đĐề tài: Tổng quan về mobile robot, HAY, 9đ
Đề tài: Tổng quan về mobile robot, HAY, 9đ
 
[BTL] Kiểm tra tính ổn định của hệ thống liên tục
[BTL] Kiểm tra tính ổn định của hệ thống liên tục[BTL] Kiểm tra tính ổn định của hệ thống liên tục
[BTL] Kiểm tra tính ổn định của hệ thống liên tục
 
Đề tài: Điều khiển băng tải gắp và đóng nhãn sản phẩm, 9đ
Đề tài: Điều khiển băng tải gắp và đóng nhãn sản phẩm, 9đĐề tài: Điều khiển băng tải gắp và đóng nhãn sản phẩm, 9đ
Đề tài: Điều khiển băng tải gắp và đóng nhãn sản phẩm, 9đ
 
đồ áN môn động cơ đốt trong thiết kế mô phỏng hệ thống làm mát trong động cơ ...
đồ áN môn động cơ đốt trong thiết kế mô phỏng hệ thống làm mát trong động cơ ...đồ áN môn động cơ đốt trong thiết kế mô phỏng hệ thống làm mát trong động cơ ...
đồ áN môn động cơ đốt trong thiết kế mô phỏng hệ thống làm mát trong động cơ ...
 
Đề tài: Mô hình đếm, phân loại sản phẩm theo cân nặng màu sắc
Đề tài: Mô hình đếm, phân loại sản phẩm theo cân nặng màu sắcĐề tài: Mô hình đếm, phân loại sản phẩm theo cân nặng màu sắc
Đề tài: Mô hình đếm, phân loại sản phẩm theo cân nặng màu sắc
 
Đề tài: Thiết kế hệ thống phân loại sản phẩm ứng dụng PLC, HOT
Đề tài: Thiết kế hệ thống phân loại sản phẩm ứng dụng PLC, HOTĐề tài: Thiết kế hệ thống phân loại sản phẩm ứng dụng PLC, HOT
Đề tài: Thiết kế hệ thống phân loại sản phẩm ứng dụng PLC, HOT
 

Similar to Luận văn: Chế tạo mô hình hệ thống cân bằng bóng - đĩa, HAY

Giáo trình Điều khiển số.pdf
Giáo trình Điều khiển số.pdfGiáo trình Điều khiển số.pdf
Giáo trình Điều khiển số.pdf
Man_Ebook
 
Tai lieu thi nghiem
Tai lieu thi nghiemTai lieu thi nghiem
Tai lieu thi nghiem
98a14567
 
Đồ án Kết cấu và tính toán động cơ đốt trong - Đinh Ngọc Tú
Đồ án Kết cấu và tính toán động cơ đốt trong - Đinh Ngọc TúĐồ án Kết cấu và tính toán động cơ đốt trong - Đinh Ngọc Tú
Đồ án Kết cấu và tính toán động cơ đốt trong - Đinh Ngọc Tú
Amanda Quitzon
 
[Vnmath.com] phan-dang-va-100-bai-tap-toa-do-trong-matphang
[Vnmath.com] phan-dang-va-100-bai-tap-toa-do-trong-matphang[Vnmath.com] phan-dang-va-100-bai-tap-toa-do-trong-matphang
[Vnmath.com] phan-dang-va-100-bai-tap-toa-do-trong-matphang
Huynh ICT
 
Toan pt.de067.2011
Toan pt.de067.2011Toan pt.de067.2011
Toan pt.de067.2011
BẢO Hí
 
[Vnmath.com] de thi thu 2 luong the vinh ha noi 2015
[Vnmath.com] de thi thu 2 luong the vinh ha noi 2015[Vnmath.com] de thi thu 2 luong the vinh ha noi 2015
[Vnmath.com] de thi thu 2 luong the vinh ha noi 2015
Marco Reus Le
 
On thi-dh-su-tuong-giao-cua-dths
On thi-dh-su-tuong-giao-cua-dthsOn thi-dh-su-tuong-giao-cua-dths
On thi-dh-su-tuong-giao-cua-dths
vanthuan1982
 

Similar to Luận văn: Chế tạo mô hình hệ thống cân bằng bóng - đĩa, HAY (20)

Robot scara
Robot scaraRobot scara
Robot scara
 
Chế tạo hệ thống xác định chính xác vị trí của động cơ tuyến tính
Chế tạo hệ thống xác định chính xác vị trí của động cơ tuyến tínhChế tạo hệ thống xác định chính xác vị trí của động cơ tuyến tính
Chế tạo hệ thống xác định chính xác vị trí của động cơ tuyến tính
 
báo-cáo-mô-hình-hóa-nhóm-15.pdf
báo-cáo-mô-hình-hóa-nhóm-15.pdfbáo-cáo-mô-hình-hóa-nhóm-15.pdf
báo-cáo-mô-hình-hóa-nhóm-15.pdf
 
Đề tài: Mô hình toán học của động cơ đồng bộ kích thích, HAY
Đề tài: Mô hình toán học của động cơ đồng bộ kích thích, HAYĐề tài: Mô hình toán học của động cơ đồng bộ kích thích, HAY
Đề tài: Mô hình toán học của động cơ đồng bộ kích thích, HAY
 
Giáo trình Điều khiển số.pdf
Giáo trình Điều khiển số.pdfGiáo trình Điều khiển số.pdf
Giáo trình Điều khiển số.pdf
 
Chuyên đề oxy thầy đặng thành nam
Chuyên đề oxy thầy đặng thành namChuyên đề oxy thầy đặng thành nam
Chuyên đề oxy thầy đặng thành nam
 
Dao động phi tuyến yếu của hệ cấp ba có đạo hàm cấp phân số - Gửi miễn phí qu...
Dao động phi tuyến yếu của hệ cấp ba có đạo hàm cấp phân số - Gửi miễn phí qu...Dao động phi tuyến yếu của hệ cấp ba có đạo hàm cấp phân số - Gửi miễn phí qu...
Dao động phi tuyến yếu của hệ cấp ba có đạo hàm cấp phân số - Gửi miễn phí qu...
 
Đề tài: Chế tạo robot phục vụ cho công cuộc tự động hóa sản xuất
Đề tài: Chế tạo robot phục vụ cho công cuộc tự động hóa sản xuấtĐề tài: Chế tạo robot phục vụ cho công cuộc tự động hóa sản xuất
Đề tài: Chế tạo robot phục vụ cho công cuộc tự động hóa sản xuất
 
Đề tài: Thiết kế hệ thống dẫn động băng tải, HAY
Đề tài: Thiết kế hệ thống dẫn động băng tải, HAYĐề tài: Thiết kế hệ thống dẫn động băng tải, HAY
Đề tài: Thiết kế hệ thống dẫn động băng tải, HAY
 
Tai lieu thi nghiem
Tai lieu thi nghiemTai lieu thi nghiem
Tai lieu thi nghiem
 
Mô hình hoá và mô phỏng
Mô hình hoá và mô phỏngMô hình hoá và mô phỏng
Mô hình hoá và mô phỏng
 
Đồ án Kết cấu và tính toán động cơ đốt trong - Đinh Ngọc Tú
Đồ án Kết cấu và tính toán động cơ đốt trong - Đinh Ngọc TúĐồ án Kết cấu và tính toán động cơ đốt trong - Đinh Ngọc Tú
Đồ án Kết cấu và tính toán động cơ đốt trong - Đinh Ngọc Tú
 
Luận án: Phát triển thuật toán điều khển rô bốt công nghiệp, HAY
Luận án: Phát triển thuật toán điều khển rô bốt công nghiệp, HAYLuận án: Phát triển thuật toán điều khển rô bốt công nghiệp, HAY
Luận án: Phát triển thuật toán điều khển rô bốt công nghiệp, HAY
 
[Vnmath.com] phan-dang-va-100-bai-tap-toa-do-trong-matphang
[Vnmath.com] phan-dang-va-100-bai-tap-toa-do-trong-matphang[Vnmath.com] phan-dang-va-100-bai-tap-toa-do-trong-matphang
[Vnmath.com] phan-dang-va-100-bai-tap-toa-do-trong-matphang
 
Toan pt.de067.2011
Toan pt.de067.2011Toan pt.de067.2011
Toan pt.de067.2011
 
Bài 1 sự đồng biến - nghịch biến của hàm số (2)
Bài 1 sự đồng biến - nghịch biến của hàm số (2)Bài 1 sự đồng biến - nghịch biến của hàm số (2)
Bài 1 sự đồng biến - nghịch biến của hàm số (2)
 
[Vnmath.com] de thi thu 2 luong the vinh ha noi 2015
[Vnmath.com] de thi thu 2 luong the vinh ha noi 2015[Vnmath.com] de thi thu 2 luong the vinh ha noi 2015
[Vnmath.com] de thi thu 2 luong the vinh ha noi 2015
 
[Vnmath.com] de thi thu 2 luong the vinh ha noi 2015
[Vnmath.com] de thi thu 2 luong the vinh ha noi 2015[Vnmath.com] de thi thu 2 luong the vinh ha noi 2015
[Vnmath.com] de thi thu 2 luong the vinh ha noi 2015
 
On thi-dh-su-tuong-giao-cua-dths
On thi-dh-su-tuong-giao-cua-dthsOn thi-dh-su-tuong-giao-cua-dths
On thi-dh-su-tuong-giao-cua-dths
 
Toan pt.de062.2010
Toan pt.de062.2010Toan pt.de062.2010
Toan pt.de062.2010
 

More from Dịch Vụ Viết Bài Trọn Gói ZALO 0917193864

More from Dịch Vụ Viết Bài Trọn Gói ZALO 0917193864 (20)

Yếu Tố Tự Truyện Trong Truyện Ngắn Thạch Lam Và Thanh Tịnh.doc
Yếu Tố Tự Truyện Trong Truyện Ngắn Thạch Lam Và Thanh Tịnh.docYếu Tố Tự Truyện Trong Truyện Ngắn Thạch Lam Và Thanh Tịnh.doc
Yếu Tố Tự Truyện Trong Truyện Ngắn Thạch Lam Và Thanh Tịnh.doc
 
Từ Ngữ Biểu Thị Tâm Lí – Tình Cảm Trong Ca Dao Người Việt.doc
Từ Ngữ Biểu Thị Tâm Lí – Tình Cảm Trong Ca Dao Người Việt.docTừ Ngữ Biểu Thị Tâm Lí – Tình Cảm Trong Ca Dao Người Việt.doc
Từ Ngữ Biểu Thị Tâm Lí – Tình Cảm Trong Ca Dao Người Việt.doc
 
Quản Lý Hoạt Động Dạy Học Các Môn Khoa Học Tự Nhiên Theo Chuẩn Kiến Thức Và K...
Quản Lý Hoạt Động Dạy Học Các Môn Khoa Học Tự Nhiên Theo Chuẩn Kiến Thức Và K...Quản Lý Hoạt Động Dạy Học Các Môn Khoa Học Tự Nhiên Theo Chuẩn Kiến Thức Và K...
Quản Lý Hoạt Động Dạy Học Các Môn Khoa Học Tự Nhiên Theo Chuẩn Kiến Thức Và K...
 
Quản Lý Thu Thuế Giá Trị Gia Tăng Đối Với Doanh Nghiệp Ngoài Quốc Doanh Trên ...
Quản Lý Thu Thuế Giá Trị Gia Tăng Đối Với Doanh Nghiệp Ngoài Quốc Doanh Trên ...Quản Lý Thu Thuế Giá Trị Gia Tăng Đối Với Doanh Nghiệp Ngoài Quốc Doanh Trên ...
Quản Lý Thu Thuế Giá Trị Gia Tăng Đối Với Doanh Nghiệp Ngoài Quốc Doanh Trên ...
 
Thu Hút Nguồn Nhân Lực Trình Độ Cao Vào Các Cơ Quan Hành Chính Nhà Nước Tỉnh ...
Thu Hút Nguồn Nhân Lực Trình Độ Cao Vào Các Cơ Quan Hành Chính Nhà Nước Tỉnh ...Thu Hút Nguồn Nhân Lực Trình Độ Cao Vào Các Cơ Quan Hành Chính Nhà Nước Tỉnh ...
Thu Hút Nguồn Nhân Lực Trình Độ Cao Vào Các Cơ Quan Hành Chính Nhà Nước Tỉnh ...
 
Quản Trị Rủi Ro Tín Dụng Trong Cho Vay Doanh Nghiệp Tại Ngân Hàng Thương Mại ...
Quản Trị Rủi Ro Tín Dụng Trong Cho Vay Doanh Nghiệp Tại Ngân Hàng Thương Mại ...Quản Trị Rủi Ro Tín Dụng Trong Cho Vay Doanh Nghiệp Tại Ngân Hàng Thương Mại ...
Quản Trị Rủi Ro Tín Dụng Trong Cho Vay Doanh Nghiệp Tại Ngân Hàng Thương Mại ...
 
Vaporisation Of Single And Binary Component Droplets In Heated Flowing Gas St...
Vaporisation Of Single And Binary Component Droplets In Heated Flowing Gas St...Vaporisation Of Single And Binary Component Droplets In Heated Flowing Gas St...
Vaporisation Of Single And Binary Component Droplets In Heated Flowing Gas St...
 
Quản Lý Hoạt Động Dạy Học Các Trường Thpt Trên Địa Bàn Huyện Sơn Hà Tỉnh Quản...
Quản Lý Hoạt Động Dạy Học Các Trường Thpt Trên Địa Bàn Huyện Sơn Hà Tỉnh Quản...Quản Lý Hoạt Động Dạy Học Các Trường Thpt Trên Địa Bàn Huyện Sơn Hà Tỉnh Quản...
Quản Lý Hoạt Động Dạy Học Các Trường Thpt Trên Địa Bàn Huyện Sơn Hà Tỉnh Quản...
 
Tác Giả Hàm Ẩn Trong Tiểu Thuyết Nguyễn Việt Hà.doc
Tác Giả Hàm Ẩn Trong Tiểu Thuyết Nguyễn Việt Hà.docTác Giả Hàm Ẩn Trong Tiểu Thuyết Nguyễn Việt Hà.doc
Tác Giả Hàm Ẩn Trong Tiểu Thuyết Nguyễn Việt Hà.doc
 
Quản Trị Rủi Ro Tín Dụng Trong Cho Vay Ngắn Hạn Tại Ngân Hàng Công Thƣơng Chi...
Quản Trị Rủi Ro Tín Dụng Trong Cho Vay Ngắn Hạn Tại Ngân Hàng Công Thƣơng Chi...Quản Trị Rủi Ro Tín Dụng Trong Cho Vay Ngắn Hạn Tại Ngân Hàng Công Thƣơng Chi...
Quản Trị Rủi Ro Tín Dụng Trong Cho Vay Ngắn Hạn Tại Ngân Hàng Công Thƣơng Chi...
 
Quản Lý Nhà Nước Về Nuôi Trồng Thủy Sản Nước Ngọt Trên Địa Bàn Thành Phố Hải ...
Quản Lý Nhà Nước Về Nuôi Trồng Thủy Sản Nước Ngọt Trên Địa Bàn Thành Phố Hải ...Quản Lý Nhà Nước Về Nuôi Trồng Thủy Sản Nước Ngọt Trên Địa Bàn Thành Phố Hải ...
Quản Lý Nhà Nước Về Nuôi Trồng Thủy Sản Nước Ngọt Trên Địa Bàn Thành Phố Hải ...
 
Song Song Hóa Các Thuật Toán Trên Mạng Đồ Thị.doc
Song Song Hóa Các Thuật Toán Trên Mạng Đồ Thị.docSong Song Hóa Các Thuật Toán Trên Mạng Đồ Thị.doc
Song Song Hóa Các Thuật Toán Trên Mạng Đồ Thị.doc
 
Ứng Dụng Số Phức Trong Các Bài Toán Sơ Cấp.doc
Ứng Dụng Số Phức Trong Các Bài Toán Sơ Cấp.docỨng Dụng Số Phức Trong Các Bài Toán Sơ Cấp.doc
Ứng Dụng Số Phức Trong Các Bài Toán Sơ Cấp.doc
 
Vai Trò Của Cái Bi Trong Giáo Dục Thẩm Mỹ.doc
Vai Trò Của Cái Bi Trong Giáo Dục Thẩm Mỹ.docVai Trò Của Cái Bi Trong Giáo Dục Thẩm Mỹ.doc
Vai Trò Của Cái Bi Trong Giáo Dục Thẩm Mỹ.doc
 
Quản Lý Hoạt Động Giáo Dục Ngoài Giờ Lên Lớp Ở Các Trường Thcs Huyện Chư Păh ...
Quản Lý Hoạt Động Giáo Dục Ngoài Giờ Lên Lớp Ở Các Trường Thcs Huyện Chư Păh ...Quản Lý Hoạt Động Giáo Dục Ngoài Giờ Lên Lớp Ở Các Trường Thcs Huyện Chư Păh ...
Quản Lý Hoạt Động Giáo Dục Ngoài Giờ Lên Lớp Ở Các Trường Thcs Huyện Chư Păh ...
 
Thu Hút Vốn Đầu Tư Vào Lĩnh Vực Nông Nghiệp Trên Địa Bàn Tỉnh Gia Lai.doc
Thu Hút Vốn Đầu Tư Vào Lĩnh Vực Nông Nghiệp Trên Địa Bàn Tỉnh Gia Lai.docThu Hút Vốn Đầu Tư Vào Lĩnh Vực Nông Nghiệp Trên Địa Bàn Tỉnh Gia Lai.doc
Thu Hút Vốn Đầu Tư Vào Lĩnh Vực Nông Nghiệp Trên Địa Bàn Tỉnh Gia Lai.doc
 
Quản Lý Hoạt Động Dạy Học Ngoại Ngữ Tại Các Trung Tâm Ngoại Ngữ - Tin Học Trê...
Quản Lý Hoạt Động Dạy Học Ngoại Ngữ Tại Các Trung Tâm Ngoại Ngữ - Tin Học Trê...Quản Lý Hoạt Động Dạy Học Ngoại Ngữ Tại Các Trung Tâm Ngoại Ngữ - Tin Học Trê...
Quản Lý Hoạt Động Dạy Học Ngoại Ngữ Tại Các Trung Tâm Ngoại Ngữ - Tin Học Trê...
 
Quản Trị Rủi Ro Tín Dụng Trong Cho Vay Doanh Nghiệp Tại Ngân Hàng Thƣơng Mại ...
Quản Trị Rủi Ro Tín Dụng Trong Cho Vay Doanh Nghiệp Tại Ngân Hàng Thƣơng Mại ...Quản Trị Rủi Ro Tín Dụng Trong Cho Vay Doanh Nghiệp Tại Ngân Hàng Thƣơng Mại ...
Quản Trị Rủi Ro Tín Dụng Trong Cho Vay Doanh Nghiệp Tại Ngân Hàng Thƣơng Mại ...
 
Tạo Việc Làm Cho Thanh Niên Trên Địa Bàn Quận Thanh Khê, Thành Phố Đà Nẵng.doc
Tạo Việc Làm Cho Thanh Niên Trên Địa Bàn Quận Thanh Khê, Thành Phố Đà Nẵng.docTạo Việc Làm Cho Thanh Niên Trên Địa Bàn Quận Thanh Khê, Thành Phố Đà Nẵng.doc
Tạo Việc Làm Cho Thanh Niên Trên Địa Bàn Quận Thanh Khê, Thành Phố Đà Nẵng.doc
 
Quản Trị Rủi Ro Tín Dụng Trong Cho Vay Trung Và Dài Hạn Tại Ngân Hàng Thương ...
Quản Trị Rủi Ro Tín Dụng Trong Cho Vay Trung Và Dài Hạn Tại Ngân Hàng Thương ...Quản Trị Rủi Ro Tín Dụng Trong Cho Vay Trung Và Dài Hạn Tại Ngân Hàng Thương ...
Quản Trị Rủi Ro Tín Dụng Trong Cho Vay Trung Và Dài Hạn Tại Ngân Hàng Thương ...
 

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

Hoạt động truyền thông qua mạng xã hội của các công ty BHNT hàng đầu việt nam...
Hoạt động truyền thông qua mạng xã hội của các công ty BHNT hàng đầu việt nam...Hoạt động truyền thông qua mạng xã hội của các công ty BHNT hàng đầu việt nam...
Hoạt động truyền thông qua mạng xã hội của các công ty BHNT hàng đầu việt nam...
 
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
 
22 ĐỀ THI THỬ TUYỂN SINH TIẾNG ANH VÀO 10 SỞ GD – ĐT THÁI BÌNH NĂM HỌC 2023-2...
22 ĐỀ THI THỬ TUYỂN SINH TIẾNG ANH VÀO 10 SỞ GD – ĐT THÁI BÌNH NĂM HỌC 2023-2...22 ĐỀ THI THỬ TUYỂN SINH TIẾNG ANH VÀO 10 SỞ GD – ĐT THÁI BÌNH NĂM HỌC 2023-2...
22 ĐỀ THI THỬ TUYỂN SINH TIẾNG ANH VÀO 10 SỞ GD – ĐT THÁI BÌNH NĂM HỌC 2023-2...
 
Báo cáo bài tập Quản trị Marketing Kế hoạch marketing cho ống hút cỏ của Gree...
Báo cáo bài tập Quản trị Marketing Kế hoạch marketing cho ống hút cỏ của Gree...Báo cáo bài tập Quản trị Marketing Kế hoạch marketing cho ống hút cỏ của Gree...
Báo cáo bài tập Quản trị Marketing Kế hoạch marketing cho ống hút cỏ của Gree...
 
Hướng dẫn viết tiểu luận cuối khóa lớp bồi dưỡng chức danh biên tập viên hạng 3
Hướng dẫn viết tiểu luận cuối khóa lớp bồi dưỡng chức danh biên tập viên hạng 3Hướng dẫn viết tiểu luận cuối khóa lớp bồi dưỡng chức danh biên tập viên hạng 3
Hướng dẫn viết tiểu luận cuối khóa lớp bồi dưỡng chức danh biên tập viên hạng 3
 
Đào tạo, bồi dưỡng phát triển viên chức Đài Truyền hình Việt Nam
Đào tạo, bồi dưỡng phát triển viên chức Đài Truyền hình Việt NamĐào tạo, bồi dưỡng phát triển viên chức Đài Truyền hình Việt Nam
Đào tạo, bồi dưỡng phát triển viên chức Đài Truyền hình Việt Nam
 
TỔNG HỢP HƠN 100 ĐỀ THI THỬ TỐT NGHIỆP THPT HÓA HỌC 2024 - TỪ CÁC TRƯỜNG, TRƯ...
TỔNG HỢP HƠN 100 ĐỀ THI THỬ TỐT NGHIỆP THPT HÓA HỌC 2024 - TỪ CÁC TRƯỜNG, TRƯ...TỔNG HỢP HƠN 100 ĐỀ THI THỬ TỐT NGHIỆP THPT HÓA HỌC 2024 - TỪ CÁC TRƯỜNG, TRƯ...
TỔNG HỢP HƠN 100 ĐỀ THI THỬ TỐT NGHIỆP THPT HÓA HỌC 2024 - TỪ CÁC TRƯỜNG, TRƯ...
 
NHẬN XÉT LUẬN VĂN THẠC SĨ: Các nhân tố ảnh hưởng đến hiệu quả hoạt động của n...
NHẬN XÉT LUẬN VĂN THẠC SĨ: Các nhân tố ảnh hưởng đến hiệu quả hoạt động của n...NHẬN XÉT LUẬN VĂN THẠC SĨ: Các nhân tố ảnh hưởng đến hiệu quả hoạt động của n...
NHẬN XÉT LUẬN VĂN THẠC SĨ: Các nhân tố ảnh hưởng đến hiệu quả hoạt động của n...
 
40 ĐỀ LUYỆN THI ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI NĂM 2024 (ĐỀ 1-20) ...
40 ĐỀ LUYỆN THI ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI NĂM 2024 (ĐỀ 1-20) ...40 ĐỀ LUYỆN THI ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI NĂM 2024 (ĐỀ 1-20) ...
40 ĐỀ LUYỆN THI ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI NĂM 2024 (ĐỀ 1-20) ...
 
TIỂU LUẬN MÔN PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
TIỂU LUẬN MÔN PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌCTIỂU LUẬN MÔN PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
TIỂU LUẬN MÔN PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
 
Báo cáo thực tập tốt nghiệp Kế toán tiền mặt tại Công ty trách nhiệm hữu hạn ...
Báo cáo thực tập tốt nghiệp Kế toán tiền mặt tại Công ty trách nhiệm hữu hạn ...Báo cáo thực tập tốt nghiệp Kế toán tiền mặt tại Công ty trách nhiệm hữu hạn ...
Báo cáo thực tập tốt nghiệp Kế toán tiền mặt tại Công ty trách nhiệm hữu hạn ...
 
Trích dẫn theo Harvard với Microsoft Word
Trích dẫn theo Harvard với Microsoft WordTrích dẫn theo Harvard với Microsoft Word
Trích dẫn theo Harvard với Microsoft Word
 
35 ĐỀ LUYỆN THI ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH NĂM ...
35 ĐỀ LUYỆN THI ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH NĂM ...35 ĐỀ LUYỆN THI ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH NĂM ...
35 ĐỀ LUYỆN THI ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH NĂM ...
 
4.NGÂN HÀNG KĨ THUẬT SỐ-slide CHƯƠNG 3.pptx
4.NGÂN HÀNG KĨ THUẬT SỐ-slide CHƯƠNG 3.pptx4.NGÂN HÀNG KĨ THUẬT SỐ-slide CHƯƠNG 3.pptx
4.NGÂN HÀNG KĨ THUẬT SỐ-slide CHƯƠNG 3.pptx
 
Bài tập lớn môn Văn hóa kinh doanh và tinh thần khởi nghiệp Trình bày về triế...
Bài tập lớn môn Văn hóa kinh doanh và tinh thần khởi nghiệp Trình bày về triế...Bài tập lớn môn Văn hóa kinh doanh và tinh thần khởi nghiệp Trình bày về triế...
Bài tập lớn môn Văn hóa kinh doanh và tinh thần khởi nghiệp Trình bày về triế...
 
NGÂN HÀNG KĨ THUẬT SỐ-slide CHƯƠNG 1 B 1 2024.pptx
NGÂN HÀNG KĨ THUẬT SỐ-slide CHƯƠNG 1 B 1 2024.pptxNGÂN HÀNG KĨ THUẬT SỐ-slide CHƯƠNG 1 B 1 2024.pptx
NGÂN HÀNG KĨ THUẬT SỐ-slide CHƯƠNG 1 B 1 2024.pptx
 
CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HIỆU QUẢ HOẠT ĐỘNG CỦA NGÂN HÀNG THƯƠNG MẠI CỔ PHẦN...
CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HIỆU QUẢ HOẠT ĐỘNG CỦA NGÂN HÀNG THƯƠNG MẠI CỔ PHẦN...CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HIỆU QUẢ HOẠT ĐỘNG CỦA NGÂN HÀNG THƯƠNG MẠI CỔ PHẦN...
CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HIỆU QUẢ HOẠT ĐỘNG CỦA NGÂN HÀNG THƯƠNG MẠI CỔ PHẦN...
 
GIỮ GÌN VÀ PHÁT HUY GIÁ TRỊ MỘT SỐ BÀI HÁT DÂN CA CÁC DÂN TỘC BẢN ĐỊA CHO HỌC...
GIỮ GÌN VÀ PHÁT HUY GIÁ TRỊ MỘT SỐ BÀI HÁT DÂN CA CÁC DÂN TỘC BẢN ĐỊA CHO HỌC...GIỮ GÌN VÀ PHÁT HUY GIÁ TRỊ MỘT SỐ BÀI HÁT DÂN CA CÁC DÂN TỘC BẢN ĐỊA CHO HỌC...
GIỮ GÌN VÀ PHÁT HUY GIÁ TRỊ MỘT SỐ BÀI HÁT DÂN CA CÁC DÂN TỘC BẢN ĐỊA CHO HỌC...
 
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
 
Hoàn thiện hoạt động kiểm soát rủi ro tín dụng trong cho vay doanh nghiệp tại...
Hoàn thiện hoạt động kiểm soát rủi ro tín dụng trong cho vay doanh nghiệp tại...Hoàn thiện hoạt động kiểm soát rủi ro tín dụng trong cho vay doanh nghiệp tại...
Hoàn thiện hoạt động kiểm soát rủi ro tín dụng trong cho vay doanh nghiệp tại...
 

Luận văn: Chế tạo mô hình hệ thống cân bằng bóng - đĩa, HAY

  • 1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG LÊ VĂN THƢỞNG NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO MÔ HÌNH HỆ THỐNG CÂN BẰNG BÓNG - ĐĨA Chuyên ngành: Kỹ thuật điều khiển và Tự động hóa Mã số: 60.52.02.16 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng - Năm 2017
  • 2. Công trình đã được nghiên cứu tại ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Người hướng dẫn khoa học: TS. NGUYỄN QUỐC ĐỊNH Phản biện 1: TS. TRẦN ĐÌNH KHÔI QUỐC Phản biện 2: TS. NGUYỄN VĂN SUM Luận văn được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật họp tại Đại học Đà Nẵng vào ngày 06 tháng 05 năm 2017 Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng
  • 3. 1 MỞ ĐẦU 1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Hệ thống cân bằng được ứng dụng rất nhiều trong kỹ thuật và đời sống hằng ngày của chúng ta. Do đó hệ thống cân bằng được nghiên cứu liên tục từ hệ thống đơn giản đến phức tạp (từ hệ thống con lắc ngược, vật nâng trong từ trường, máy bay không người lái, xe hai bánh tự cân bằng, đến cân bằng một tòa nhà để chống động đất ở Nhật Bản, …). Xuất phát từ ý tưởng hệ thống cân bằng bóng trên thanh (cân bằng bóng trên 1 trục ngang), hệ thống cân bằng bóng trên đĩa được phát triển nhằm cân bằng bóng trên một mặt phẳng cố định. Hệ cân bằng bóng trên đĩa được xem như một công cụ nghiên cứu trong các ứng dụng khoa học và trong học tập. Vì vậy mô hình cần phải được hình thành và từ đó nghiên cứu ứng dụng luật điều khiển cho phù hợp mô hình. 2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU - Tìm hiểu về các phương pháp điều khiển cân bằng; - Tìm hiểu về lý thuyết điều khiển trượt; - Nghiên cứu kết hợp lý thuyết điều khiển trượt điều khiển cân bằng bóng trên đĩa; - Đưa luật điều khiển vào mô hình mô phỏng trên phần mềm Matlab trước khi ứng dụng vào mô hình thực. - Chế tạo mô hình thực và nhúng giải thuật điều khiển vào mô hình thực. - Kiểm tra đánh giá sai số giữa mô phỏng và thực tế. 3. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU Đối tượng nghiên cứu:
  • 4. 2 - Bộ điều khiển cân bằng bóng trên đĩa. Phạm vi nghiên cứu: - Xây dựng mô hình toán học cho hệ thống bóng trên đĩa ; - Điều khiển cân bằng hệ thống bằng bộ điều khiển trượt; - Mô phỏng hệ thống bằng phần mềm Matlab. 4. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Nghiên cứu lý thuyết: - Nghiên cứu xây dựng mô hình toán học cân bằng bóng trên đĩa; - Nghiên cứu điều khiển trượt để điều khiển cân bằng bóng trên đĩa. Phương pháp thực nghiệm: - Sử dụng phần mềm Matlab/ Simulink làm công cụ xây dựng mô hình và mô phỏng hệ thống. - Thiết kế chế tạo mô hình thực và nhúng các luật điều khiển vào mô hình thực. 5. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI - Hệ thống cân bằng bóng trên đĩa là cơ sở để tạo ra các hệ thống tự cân bằng như: xe hai bánh tự cân bằng, tháp vô tuyến, giàn khoan, công trình biển… - Khi lý thuyết về các bộ điều khiển hiện đại ngày càng hoàn thiện hơn thì hệ thống cân bằng bóng trên đĩa được phát triển nhằm cân bằng bóng trên một mặt phẳng cố định. Hệ cân bằng bóng trên đĩa được xem như một công cụ nghiên cứu trong các ứng dụng khoa học và trong học tập. 6. CẤU TRÚC LUẬN VĂN Cấu trúc của luận văn gồm 4 chương: Chương 1: Giới thiệu tổng quan
  • 5. 3 Chương 2: Xây dựng phương trình trạng thái cho hệ thống bóng - đĩa. Chương 3: Thiết kế bộ điều khiển cho hệ thống bóng trên đĩa. Chương 4: Xây dựng mô hình thực và thiết kế hệ thống nhúng Kết luận và hướng phát triển đề tài.
  • 6. 4 CHƢƠNG 1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ 1.2. GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI Hệ thống bóng trên đĩa (ball on plate) được phát triển từ hệ thống nổi tiếng trước đó đã được sử dụng nhiều trong phòng thí nghiệm và trở nên quen thuộc với nhiều người là hệ thống bóng trên thanh (ball and beam). Hệ thống bóng trên đĩa mà học viên chọn bao gồm một tấm phẳng hình chữ nhật được dẫn động để quay theo hai phương x và y thông qua khớp cầu. Hai khớp này được truyền động bằng hai động cơ servo thông qua bộ truyền đai răng. Trên tấm phẳng hình chữ nhật học viên đặt một trái bóng với hai mục tiêu điều khiển là: Ổn định: áp dụng các luật điều khiển phi tuyến sao cho quả bóng trên đĩa ổn định tại điểm cân bằng. Bám đuổi: sau khi hệ thống đã ổn định tại điểm cân bằng. Học viên sẽ phát triển hệ thống sao cho quả bóng bám theo một quỹ đạo cho trước như hình tròn và hình vuông. Công việc của học viên bao gồm : Mô hình hóa hệ thống bóng trên đĩa. Thiết kế chế tạo mô hình thực hệ thống bóng trên đĩa. Nghiên cứu luật điều khiển trượt để áp dụng vào mô hình. Mô phỏng hệ thống trên Matlab, đưa ra kết quả để thiết kế trên mô hình thực. 1.3. CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN 1.3.1. Phân loại hệbóng trên đĩa 1.3.2. Các bài báo khoa học liên quan
  • 7. 5 CHƢƠNG 2 XÂY DỰNG PHƢƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CHO HỆ THỐNG BÓNG – ĐĨA 2.1. GIỚI THIỆU 2.2.CẤU TẠO ĐỐI TƢỢNG Hình 2.1. Mô hình mô phỏng 3D kết cấu cơ khí của mô hình thực Hệ thống bóng trên đĩa mà học viên chọn bao gồm một tấm phẳng hình chữ nhật được dẫn động để quay theo hai phương x và y thông qua khớp bản lề. Hai khớp này được truyền động bằng hai động cơ servo thông qua bộ truyền đai răng. Với 2 bộ encoder trả về tín hiệu phản hồi vị trí động cơ. Còn vị trí quả bóng trên đĩa được phản hồi về nhờ tấm cảm ứng gắn trên mặt đĩa. 2.3.NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG 2.4.MÔ HÌNH TOÁN HỆ THỐNG BÓNG TRÊN ĐĨA 2.4.1. Xây dựng phƣơng trình vi phân mô tả hệ thống bóng trên đĩa Xét phươngtrình Euler – Lagrange có dạng như sau: L L Q t qq (2.1) Trong đó: L=K-V (2.2)
  • 8. 6 Theo trục x: 2 2 2 sin 0 ( ) 2 cos sin b x x x xpy b x x x J m x m x mg r J J mx mx x mgx mgr (2.14) Theo trục y : 2 2 2 sin 0 ( ) 2 cos sin b y y y ypy b y y y J m y m y mg r J J my my y mgy mgr (2.15) 2.4.2. Mô hình hóa động cơ Theo đúng cấu trúc thật sự, ta cần chia động cơ thành 2 phần: điện và cơ như hình sau: Hình 2.4. Sơ đồ phân tích khối động cơ DC Phần điện: m a b b di V L R i K dt (với bE = bK ) (2.16) Phần cơ: 1 1m f m d J K i T C dt (với m tK i ) (2.17) Khối động cơ DC được miêu tả ở hình sau:
  • 9. 7 Hình 2.5. Hàm truyền khối động cơ DC 2.4.3. Mô hình truyền động Hình 2.6. Sơ đồ phân tích chuyển động và góc truyền lực của thanh liên kết 2.4.4. Mô hình toán học toàn hệ thống Từ (2.14) (2.15) (2.25) và (2.26) ta có phương trình vi phân của toàn hệ thống như sau: Theo trục x: 2 2 2 2 2 2 sin 0 ( ) 2 cos sin ( )cos b x x g bx g bx x xpy b x x x x x ax ax J m x m x mg r K K K K J J mx mx x mgx mgR V R R (2.36) Theo trục y:
  • 10. 8 2 2 2 2 2 2 sin 0 ( ) 2 cos sin ( )cos b y y g by g by y ypy b y y y y y ay ay J m y m y mg r K K K K J J my my y mgy mgR V R R (2.37) Đặt các hệ số như sau: 1 2 b m J m r 2 g bx ax K K R 3 g by ay K K R 2 2 4 g bx ax K K R 2 2 5 g by ay K K R 6 2m 8 mgr 9 px bJ J 10 py bJ J Thay vào (2.36) ta thu được phương trình không gian trạng thái của hệ thống cho trục X bằng cách đặt các biến trạng thái như sau: 1 2 3 4, , , , , , T T x xX x x x x x x 1 2 2 2 1 1 4 3 3 4 ( sin ) x x x x x g x x x 2 4 2 4 4 3 6 1 2 4 7 1 3 8 32 9 1 1 ( )cos cos sinxx V x x x x x x x x mx (2.38) Tương tự ta có phương trình không gian trạng thái của hệ thống cho trục Y bằng cách đặt các biến trạng thái như sau: 1 2 3 4, , , , , , T T y yY y y y y y y 1 2 2 2 1 1 4 3 3 4 ( sin ) y y y y y g y y y 2 4 3 5 4 3 6 1 2 4 7 1 3 8 32 10 1 1 ( )cos cos sinyy V y y y y y y y y my (2.39)
  • 11. 9 CHƢƠNG 3 THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN BÓNG – ĐĨA 3.1.CƠ SỞ LÝ THUYẾT 3.1.1. Giới thiệu về điều khiển trƣợt. 3.1.2. Điều khiển trƣợt (Sliding mode control SMC) a. Điều khiển bám Xét hệ thống phi tuyến biểu diễn bởi phương trình vi phân uyyyygyyyyfy nnn ),,,(),,,( )1()1()(  (3.1) Đặt: )1( 321 ,...,,, n n yxyxyxyx  (3.2) Ta biểu diễn trạng thái uxgxfx xx xx xx n nn )()( 1 32 21      (3.3) 1xy Vấn đề: Xác định tín hiệu điều khiển u sao cho tín hiệu ra y bám theo tín hiệu đặt r Mặt trượt: Định nghĩa tín hiệu sai lệch như sau: e = y – r (3.4) Định nghĩa hàm S eaeaeaeS n n n 01 )2( 2 )1(  (3.5) Luật điều khiển được xác định bởi ( 1) 2 1 3 0 2 1 ( ) ( ) ... ( ) ( ) . ( ) ( ) n n nu f x a x r a x r a x r sign S g x (3.10)
  • 12. 10 b. Ổn định hóa (Regulation) Xét hệ thống uxxgxxfx xxfx ),(),( ),( 212122 2111   (3.11) Mục tiêu điều khiển: đưa vector trạng thái x về 0. Định nghĩa mặt trượt: )( 12 xxS (3.12) Luật điều khiển: Ta có : ),(),(),(),( 211 1 21212211 1 2 xxf x uxxgxxfxxf x xS  (3.13) Có thể chọn u sao cho )(. SsignS (3.14) Trong đó là một hằng số dương chọn trước. Luật điều khiển được xác định bởi : )(.)()( )( 1 1 1 2 Ssignxf x xf xg u (3.15) c. Tính bền vững của luật điều khiển Trong điều kiện có sai số mô hình, luật điều khiển (3.10) luôn đưa được quỹ đạo pha của hệ thống về mặt trượt S = 0 nếu điều kiện sau được thỏa mãn: Nếu S > 0 thì S < 0 Nếu S < 0 thì S > 0 (3.16) Nếu S = 0 thì S = 0
  • 13. 11 Hình 3.3. Hiện tượng chattering 3.2. THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN TRƢỢT 3.2.1. Thiết kế trục X: Với 1z là ngõ ra của hệ thống và 1x là vị trí bóng. Ta lần lượt đạo hàm ngõ ra. 1 1 2 1 3 1 4 3 2 3 2 4 4 3 6 1 2 4 7 1 3 8 3 1 2 3 1 1 4 3 3 2 2 9 1 9 1 1 1 1 sin cos cos cos sin cos sin cos x z x x g x gx x x x x x x x x x g x g x x x V mx mx z z z z (3.21) Đặt: 2 2 4 4 3 6 1 2 4 7 1 3 8 3 ( ) 1 4 3 3 2 9 1 3 1 2 3 ( ) 2 9 1 cos cos sin sin cos cos x x x x x x x x x x f g x x x mx g x h mx (3.22) Thay (3.25) và (3.27) vào (3.29) ta có luật điều khiển trục X cho hệ thống: ( ) 1 1 4 3 2 1 3 3 2 1 ( ) 1 cos sin ( )x x x x x V f b gx x b g x b x k sign S h (3.30) Với 1b , 2b , 3b là các hệ số thỏa điều kiện ổn định Hurwitz. 3.2.2. Thiết kế trục Y:
  • 14. 12 Với 2z là ngõ ra của hệ thống và 1y là vị trí bóng. Ta lần lượt đạo hàm ngõ ra. 2 1 2 1 3 1 4 3 2 3 2 4 4 3 6 1 2 4 7 1 3 8 3 1 2 3 2 1 4 3 3 2 2 10 1 10 1 2 2 2 sin cos cos cos sin cos sin cos y z y y g y gy y y y y y y y y y g y g y y y V my my z z z z (3.31) Đặt: 2 2 4 4 3 6 1 2 4 7 1 3 8 3 ( ) 1 4 3 3 2 10 1 3 1 2 3 ( ) 2 10 1 cos cos sin sin cos cos x x y y y y y y y y f g y y y my g y h my (3.32) Thay (3.35) và (3.37) vào (3.39) ta có luật điều khiển trục X cho hệ thống: ( ) 4 1 4 3 5 1 3 6 2 1 ( ) 1 cos sin ( )y y y y y V f b gy y b g y b y k sign S h (3.40) Với 4b , 5b , 6b là các hệ số thỏa điều kiện ổn định Hurwitz. Tìm thông số 1b , 2b , 3b 4b , 5b , 6b : Định nghĩa sai số như sau: 1 1 2 3 1 2 3 d d T e x z z z e z e z e e e e (3.41) Xét phương trình vi phân sau: ee A e (3.42) Với
  • 15. 13 3 2 1 0 1 0 0 0 1eA b b b (3.43) Phương trình đặc trưng của phương trình (3.42) là: 3 2 1 2 3det esI A s bs b s b (3.44) Mục tiêu: xác định các hệ số 1b , 2b , 3b để eA có các trị riêng ở nửa bên trái mặt phẳng phức. Chọn các cực mong muốn là: 1 2,310 2 2s s j Đa thức đặc trưng mong muốn là: 3 2 14 48 80s s s (3.45) Đồng nhất thức hai hệ số (3.44) và (3.45) chúng ta sẽ tìm được hệ số 1b , 2b , 3b . Tìm tương tự cho 4b , 5b , 6b . 1 2 3 1 4 5 6 1 14 48 80 29 14 48 80 26 x y b b b k b b b k 3.3.MÔ PHỎNG BỘ ĐIỀU KHIỂN TRƢỢT Từ phương trình (3.30) và (3.40) ta có luật điều khiển cho hệ thống: ( ) 1 1 4 3 2 1 3 3 2 1 ( ) 1 cos sin ( )x s x x x s x V f b gx x b g x b x k sign S h ( ) 4 1 4 3 5 1 3 6 2 1 ( ) 1 cos sin ( )y s y y y s y V f b gy y b g y b y k sign S h Với 1b , 2b , 3b 4b , 5b , 6b là các hệ số thỏa điều kiện ổn định Hurwitz. Chọn các cực hệ thống là: 1 2,310 2 2s s j Với các hệ số đã tính bộ thông số 2 như sau: 1 2 3 1 4 5 6 1 14 48 80 29 14 48 80 26 x y b b b k b b b k
  • 16. 14 Sơ đồ mô phỏng Matlab/ Simulink như sau: Hình 3.5. Mô phỏng hệ thống dùng bộ điều khiển trượt Hình 3.6. Khối mô phỏng hệ thống phi tuyến
  • 17. 15 Hình 3.7. Khối điều khiển trượt 3.4. KẾT QUẢ THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN TRƢỢT Hình 3.8.Đáp ứng của trục X tại tọa độ của bóng (x,y)= (-0.23;0.13) trên đĩa
  • 18. 16 Hình 3.9. Đáp ứng của trục Y tại tọa độ của bóng (x,y) = (-0.23;0.13) trên đĩa Hình 3.10. Điện áp động cơ của trục X tại tọa độ của bóng (x,y) = (-0.23;0.13) trên đĩa Hình 3.11.Điện áp động cơ của trục Y tại tọa độ của bóng (x,y) = (-0.23;0.13) trên đĩa Nhận xét:Qua kết quả mô phỏng hệ thống bóng trên đĩa sử dụng bộ điều khiển trượt cho thấy hệ thống ổn định tại tín hiệu đặt và tín hiệu ra bám sát tín hiệu đặt. Bộ điều khiển trượt mà ta thiết kế trên đáp ứng được yêu cầu 0e khi t .
  • 19. 17 CHƢƠNG 4 XÂY DỰNG MÔ HÌNH THỰC VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG NHÚNG 4.1. GIỚI THIỆU 4.2. CÁC THÀNH PHẦN CỦA HỆ THỐNG BÓNG TRÊN ĐĨA . Hình 4.2.Mô hình thực tế của hệ thống bóng trên đĩa 4.2.1. Khớp nối xoay 4.2.2. Khớp Đa hƣớng 4.2.3. Đai truyền 4.2.4. Motor và Encoder 4.2.5. Tấm cảm ứng 4.2.6. Board điều khiển số DSP và board công suất
  • 20. 18 Hình 4.8. Bộ điều khiển số DSP 4.3.XÂY DỰNG BỘ ĐIỀU KHIỂN NHÚNG 4.3.1. Xây dựng mô hình bộ điều khiển trƣợt Mô hình thực của hệ thống bóng trên đĩa là một hệ gồm tấm phẳng quay tự do quanh 1 trục cố định trên đế. Tấm phẳng này có 2 bậc tự do quay được theo chiều X và Y nhờ hệ thống trục khuỷu thanh thuyền gắn với động cơ. Bóng được thả lăn tự do trên đĩa với điều kiện lăn không trượt trên đĩa. Vị trí của bóng trên đĩa sẽ được phản hồi về qua giá trị ADC gửi về của tấm cảm ứng đặt trên đĩa và chuỗi xung encoder trả về phản hồi góc quay của đĩa.
  • 21. 19 Hình 4.11. Khối truyền thông + Khối Convert: là khối chứa hàm chuyển đổi các giá trị dạng số thực sang mã ASCII phục vụ cho việc truyền thông trao đổi dữ liệu với thiết bị khác. + Khối SCI Transmit:giữ vai trò truyền thông nối tiếp chuẩn RS232 với các thiết bị ngoại vi khác hay máy tính điều khiển.
  • 22. 20 Hình 4.12. Xây dựng hệ thống nhúng cho bộ điều khiển trượt Xây dựng các khối chức năng của mô hình bộ điều khiển trượt trực tiếp trong thư viện Target for TI C2000 được tích hợp sẵn Simulink của Matlab liên kết với Code Compose Studio của hãng TI. Điều này cho phép người dùng chạy chương trình Simulink từ Matlab, chương trình Matlab tựbiên dịch sang ngôn ngữ C rồi chuyển sang ngôn ngữ máy nạp trực tiếp cho chíp Vi điều khiển. 4.3.2. Chƣơng trình giao tiếp và hiển thị
  • 23. 21 Kết quả chạy thực thế được hiển thị trên giao diện thông qua biểu đồ theo thời gian nhằm đánh giá được kết quả chạy thực tế. Hình 4.15. Chương trình giao tiếp và hiển thị hệ thống 4.3.3. Kết quả bộ điều khiển trƣợt trên mô hình thực Kết quả ổn định vị trí quanh điểm dừng của hệ thống bóng trên đĩa trên mô hình thực. Hình 4.16. Kết quả ổn định vị trí của hệ thống bóng trên đĩa quanh điểm dừng (x=0,y=0) cho bộ điều khiển trượt  Kết quả ổn định vị trí theo hình vuông của hệ thống bóng trên đĩa trên mô hình thực.
  • 24. 22 Hình 4.18. Kết quả ổn định vị trí của hệ thống bóng trên đĩa theo điểm đặt Hình 4.19. Kết quả ổn định vị trí của hệ thống bóng trên đĩa theo hình tròn  Nhận Xét: Qua kết quả vị trí của hệ thống bóng trên đĩa cho thấy hệ thống ổn định theo điểm đặt và theo hình, vị trí bóng trên đĩa gần bám sát vị trí đặt. Bộ điều khiển trượt đáp ứng tốt cho hệ thống phi tuyến này. Kết quả này gần giống như kết quả mô phỏng bộ điều khiển trượt cho hệ thống trên chương 3.
  • 25. 23 KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 1. KẾT QUẢ ĐẠT ĐƢỢC  Mô hình hóa được hệ thống bóng trên đĩa.  Xây dựng phương trình động học hệ thống bóng trên đĩa.  Thiết kế bộ điều khiển tối ưu cho hệ thống bóng trên đĩa.  Chế tạo mô hình thực.  Kiểm chứng mô phỏng trên lý thuyết với thực nghiệm của mô hình. 2. NHỮNG HẠN CHẾ  Kết cấu cơ khí chưa hoàn toàn chính xác, độ chính xác các khớp nối cơ khí chưa tốt nên ảnh hưởng một phần độ chính xác của việc điều khiển vị trí bóng.  Truyền động motor sử dụng dây Curo vẫn còn một độ chùng nên cũng ảnh hưởng đến việc điều khiển bóng.  Việc Calib vị trí ban đầu của hệ thống chưa về 0 nên biểu diễn theo đồ thị sẽ gây một phần Offset.  Phân bố trọng tâm của đĩa không đều nên moment điều khiển vị trí bóng ở từng điểm không bằng nhau.  Trọng lượng của các thanh nối từ động cơ lên đĩa cũng ảnh hưởng đến hệ thống.  Vận tốc của việc điều khiển vị trí bóng chưa cao. 3. HƢỚNG PHÁT TRIỂN Với những kết quả đã đạt được và những mặt hạn chế thì hướng phát triển của đề tài sẽ là:  Điều chỉnh độ chính xác của thiết kế cơ khí.  Sử dụng động cơ giảm tốc có hệ số bằng bánh răng kim loại.  Sử dụng vật liệu nhẹ cho các thanh đỡ nối từ động cơ lên đĩa.
  • 26. 24  Dùng Camera xử lý ảnh để xác định vị trí bóng thay cho tấm cảm ứng.  Nâng cao công suất động cơ để ứng dụng mô hình trong giải trí giữ thang bằng.  Tìm thuật toán điều khiển tối ưu hơn cho hệ thống nhằm tăng độ chính xác của bộ điều khiển của hệ thống.  Ứng dụng vào thí nghiệm các luật điều khiển khác nhau vào mô hình.