Tìm kiếm
Đang tải khung tìm kiếm
Kết quả 1 đến 1 của 1

    THẠC SĨ điều khiển robot hai bánh tự cân bằng sử dụng kỹ thuật điều khiển trượt

    D
    dream dream Đang Ngoại tuyến (18495 tài liệu)
    .:: Cộng Tác Viên ::.
  1. Gửi tài liệu
  2. Bình luận
  3. Chia sẻ
  4. Thông tin
    1
  5. Công cụ
  6. điều khiển robot hai bánh tự cân bằng sử dụng kỹ thuật điều khiển trượt

    Luận văn thạc sĩ năm 2012
    Đề tài: ĐIỀU KHIỂN ROBOT HAI BÁNH TỰ CÂN BẰNG SỬ DỤNG KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN TRƯỢT
    ĐỊnh dạng file word

    MỤC LỤC


    DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT iii

    DANH MỤC CÁC BẢNG iv

    DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH v

    MỞ ĐAU 1^`

    Chương 1: TỔNG QUAN .2

    11. Thế nào là xe hai bánh tự cân bang .2(`

    12. Tại sao phải thiết kế robot hai bánh tự cân bằng . 4

    13. Ưu, khuyết điểm 6

    13.1. Ưu điểm 6

    13.2. Khuyết điểm .6

    14. Khả năng ứng dụng .6

    15. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 6

    15.1. Một số dạng xe hai bánh tự cân bằng dùng trên robot 6

    15.2. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 10

    16. Nhu cầu thực tế . 11

    17. Mục đích của đề tài 11

    18. Nhiệm vụ và giới hạn của đề tài 12

    18.1. Nhiệm vụ của đề tài . 12

    18.2. Giới hạn của đề tài . 12

    19. Phương pháp nghiên cứu 12
    Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT . 13

    21. Tổng quan về phi tuyến 13

    22. Lý thuyết về điều khiển trượt 16

    22.1. Giới thiệu về điều khiển trượt . 16

    22.2. Khái niệm mặt trượt 17

    22.3. Luật điều khiển chuyển mạch xấp xỉ liên tục 27

    Chương 3: MÔ HÌNH TOÁN HỌC . 34

    31. Phương pháp tính động lực học 34

    32. Mô hình động cơ điện một chiều 35

    33. Mô hình động học của con lắc ngược di động . 37

    33.1. Động lực học bánh xe . 38

    33.2. Động lực học con lắc ngược . 40

    Chương 4: THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN 43

    41. Thiết kế bộ điều khiển tĩnh . 43

    42. Bộ điều khiển động 45

    Chương 5: KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 49

    51. Kết quả mô phỏng của bộ điều khiển trượt 50

    52. Kết luận 53

    Chương 6: KẾT LUẬN 54

    TÀI LIỆU THAM KHẢO

    PHỤ LỤC



    TÓM TẮT


    Vấn đề điều khiển con lắc ngược di động đã được nghiên cứu mạnh từ những
    yêu cầu đặt ra là thực hiện nhanh và chính xác. Cấu trúc cơ khí ở đây được chia làm
    ba phần chính, một là con lắc với một bậc tự do được đặt trên đế quay quanh trực
    thẳng đứng hoặc chuyển động trượt tuyến tính.

    Để đạt được tính chính xác cao, hệ thống điều khiển con lắc ngược di động
    được thiết kế thông qua kỹ thuật điều khiển trượt. Kỹ thuật này là phương pháp điều
    khiển bền vững, nó tạo ra ngõ vào để mang lại quỹ đạo mong muốn cho hệ thống.
    Trình tự thiết kế của nó là đầu tiên chọn ra mặt trượt thoả đáp ứng vòng kín trong
    không gian trạng thái và sau đó thiết kế bộ điều khiển sao cho quỹ đạo hệ thống
    trạng thái theo mặt trượt và ở trên nó.

    Luận văn trình bày ba vấn đề.

    Thứ nhất, mô hình toán học tuyến tính, làm tiền đề phát triển hệ thống điều
    khiển.

    Thứ hai, kỹ thuật điều khiển trượt được phát triển để ổn định và bám theo hệ
    thống.

    Sau cùng, mô phỏng và dựa vào kết quả để kiểm chứng giải thuật đã điều
    khiển.
    ABSTRACT


    Inverted pendulum control problems have been intensively stuđie due to the

    challenging đeman of fast and precise performance, where the mechanical

    structure can be divied into three main types: One is a pendulum with one degree

    of freedom (DOF) mounted on a base rotating around the vertical axis or actuated

    by a linear slide.

    For achieving high-precision performance the control system for the mobile

    inverted pendulum is designed via sliding mode control (SMC) in this thesis. SMC

    is a robust control method which generates an input to yield a desired trajectory for

    a given system. Its design procedure is to first select a sliding surface that satisfies

    the desired closed-loop performance in the state space, and then to design a

    controller such that the system state trajectories are forced toward the sliding

    surface and stay on it.

    This thesis considers the control system design for a mobile inverted

    pendulum via sliding mode technique.

    Firstly, a linear mathematical model was used in order to facilitate the

    development of an efficient control system.

    Secondly, sliding mode controllers were developed for stabilizing and

    tracking this system.

    Lastly, the simulations were given to validate of the proposed controllers.



    MỞ ĐẦU



    Hệ thống con lắc ngược luôn thể hiện nhiều vấn đề trong các ứng dụng công
    nghiệp, ví dụ như các động thái phi tuyến khác trong những điều kiện hoạt động
    khác nhau, nhiễu loạn bên ngoài và các ràng buộc vật lý với một số biến. Do đó,
    công việc ổn định thời gian thực, điều khiển bám hệ thống con lắc ngược di động
    không ổn định là một thách thức trong lãnh vực điều khiển hiện đại.

    Con lắc ngược di động là một hệ thống bao gồm con lắc ngược gắn trên xe
    có hai bánh đồng trục với nhau và mỗi bánh kết nối với động cơ điện một chiều.

    Để đảm bảo con lắc ngược thăng bằng, sự phát triển của hệ thống điều khiển
    rất quan trọng. Gần đây, các vấn đề về điều khiển con lắc ngược được nghiên cứu
    mạnh với yêu cầu đặt ra là nhanh và chính xác. Kỹ thuật điều khiển con lắc ngược
    trong các tài liệu có thể được chia thành hai phần riêng biệt: điều khiển tuyến tính
    và điều khiển phi tuyến.

    Các phương pháp điều khiển tuyến tính thường là tuyến tính hoá động lực
    học về điểm hoạt động chắc chắn. Các bộ điều khiển tuyến tính thường phổ biến
    hơn trong các nghiên cứu, thiết kế con lắc ngược di động. Điều khiển v ị trí – cực và
    các bộ ổn định tuyến tính bậc hai (LQR) là phương pháp thực hiện phổ biến.

    Mặc dù điều khiển phi tuyến cung cấp cho hệ thống bền vững hơn, do những
    khó khăn và phức tạp của phương pháp này nên các nhà nghiên cứu phần lớn sử
    dụng phương pháp điều khiển tuyến tính [3-17].

    Phương pháp điều khiển trượt là phương pháp điều khiển bền vững, nó tạo ra
    một ngõ vào bám theo quỹ đạo mong muốn với hệ thống đã định. Trong thập kỷ
    qua, kỹ thuật điều khiển trượt được sử dụng nhiều trong các ứng dụng thực t iễn
    khác nhau.

    Trong luận văn này, mục tiêu điều khiển là thực hiện kỹ thuật điều khiển
    trượt để ổn định con lắc ngược di động.
    Chương 1

    TỔNG QUAN

    12. Thế nào là xe hai bánh tự cân bằng

    Đối với xe có ba hoặc bốn bánh điều khiển, việc thăng bằng và ổn định của
    chúng là nhờ trọng tâm của mặt phẳng được tạo ra nhờ các bánh xe làm chân đế.
    Đối với các loại robot chỉ có hai bánh điều khiển chính thì việc tự giữ thăng bằng khi
    di chuyển là hoàn toàn không thể, hầu như chúng phải có thêm từ một hoặc hai bánh
    phụ để đỡ. Hiện nay có hai ki ểu giữ cân bằng đối với robot chỉ có hai bánh xe.

    Một là, loại có hai bánh xe có trục bánh xe song song với nhau, điển hình là
    robot xe đạp (hình 11.). Việc giữ thăng bằng của robot dựa trên tính chất con quay hồi
    chuyển ở hai bánh xe khi xe đang chạy.



    TÀI LIỆU THAM KHẢO
    F. Grasser, A. D. Arrigo, S. Colombi and A. C. Rufer, “JOE: A Mobile,

    Inverted Pendulum”, IEEE Trans. Indus. Elec., Vol. 49, No. 1, 107-114, Feb.

    2002.

    V. Williams and K. Matsuoka, “Learning to Balance the Inverted Pendulum

    Using Neural Networks”, IEEE Conference on Neural Networks, Vol. 1, pp.

    214-219, 2002.

    R. J. Lee, K. C. Chou, S. H. Liu and J. Y. Yen, “Solid Modeling Based Servo

    System Design for a High Speed Micro Grinding Machine”, Machine Tools

    & Manufacture, Vol. 46, pp208-217., 2006.

    F. Esfandiari and H. K. Khalil, “Output Feedback Stabilization of Fully

    Control System”, International Journal of Control, Vol. 56, pp. 1007-1037,

    1992.

    R. J. Wai and L. J. Chang, “Adaptive Stabilizing and Tracking Control for a

    Nonlinear Inverted-Pendulum System via Sliding-Mode Technique”, IEEE

    Trans. Indus. Elec., Vol. 53, No. 2, Apr. 2006.

    R. N. Gasimov, A. Karamancioglu and A. Yazici, “A Nonlinear

    Programming Approach for the Sliding Mode Control Design”, Applied

    Mathematical Modeling, Vol. 29, pp. 1135-1148, 2005.

    C. Eđwars, “A Practical Method for the Design of Sliding Mode Controllers

    Using Linear Matrix Inequalities”, Automatica, Vol. 40, pp. 1761-1769,

    2004.

    J. H. Wu, D. L. Pu and H. Ding, “Adaptive Robust Motion Control of SISO

    Nonlinear Systems with Implementation on Linear Motors”, Mechatronics,

    2007R J. Lee, K. C. Chou, S. H. Liu and J. Y. Yen, “Solid Modeling Based Servo

    System Design for a High Speed Micro Grinding Machine”, Machine Tools

    & Manufacture, Vol. 46, pp. 208-217, 2006.

    C. Bonivento, L. Marconi and R. Zanasi, “Output Regulation of Nonlinear

    System by Sliding Mode”, Automatica, Vol. 37, pp. 535-542, 2001.

    J. J. E. Slotine, J. K. Hedrick and E. A. Misawa, “On Sliding Observer for

    Nonlinear System”, Journal of Dynamics System, Measurement and Control,

    Vol. 109, pp. 245-252, 1987.

    R. Sreedhar, B. Fernandez and J. Y. Masawa, “Robust Fault Detection in

    Nonlinear System Using Sliding Mode Observer”, Proceedings of IEEE

    Conference on Control and Applications, Vol. 2, pp. 715-721, Sept. 1993.

    Y. Yao and M. Tomizuka, “Adaptive and Robust Control of Robot

    Manipulators: Theory and Comparative Experiment”, Proceedings IEEE

    Conference on Decision and Control, pp. 1290-1295, 1994.

    Y. Huang and J. Han, “Analysis and Design for Nonlinear Continuous

    Extenđe State Observer”, Chinese Science Bulletin, pp. 1373-1379, 2000.

    Z. Gao, S. Hu and F. Jiang, “A Novel Motion Control Design Approach

    Based on Active Disturbance Projection”, Proceedings the 40th IEEE

    Conference on Decision and Control, Vol. 5, pp. 4877-4882, Dec. 2001.

    Z. Gao, Y. Huang and J. Han, “An Alternative Paradigm for Control System

    Design”, Proceedings the 40th IEEE Conference on Decision and Control,

    Orlando, Florida USA, Vol. 5, pp. 4578-4585, Dec. 2001.

    J. Han, “Auto-Disturbance-Rejection Control and Its Application”, Control

    and Decision, Vol. 13, No. 1, pp. 19-23, 1998.

    J. Ackermann and V. Utkin, “Sliding Mode Control Design Based on

    Ackermanns’ Formula”, IEEE Trans. Auto. Con., Vol43., No2., 234-237,

    Feb. 1998.
    P. J. McKerrow, Introduction to Robotics, Ađivision Wesley Longman

    China Ltd., VVP, 1998.

    G. F. Franklin, J. D. Powell and A. Emami-Naeini, Feedback Control of

    Dynamic Systems, London: Prentice Hall, Inc., New Jersey, 2002.

    J. J. E. Slotine and W. Li, Applied Nonlinear Control, New Jersey: Prentice-

    Hall International, Inc., Englewood Cliffs, 1991.

    D. Necsulescu, Mechatronics, Prentice Hall, 2002.

    V. I. Utkin, Sliding-modes in Control Optimization, Springer-Verlag, 1992.

    C. Eđwars and S. K. Spurgeon, Sliding Mode Control: Theory and

    Applications, Taylor & Francis, Mar. 1998.

    T. L. Chung, A Nonlinear Feedback Control of Wall-Following Robot di
    động, Master Thesis, The Graduate School of Pukyong National University,
    Feb. 2004.

    [26] Dương Hoài Ngh
    2007.

    Điều khiển hệ thống đa biến, NXB ĐHQG TPHCM.,

    [27]

    Nguyễn Thị Phương Hà : Lý Thuyết điều khiển Hiện Đại , NXB ĐHQG
    TPHCM., 2009.

    [28] Nguyễn Doãn Phước, Phan Xuân Minh, Hán Thành Trung, Lý thuyết điều
    khiển phi tuyến, NXB Khoa học kỹ thuật, 2006.

    Xem Thêm: điều khiển robot hai bánh tự cân bằng sử dụng kỹ thuật điều khiển trượt
    Nội dung trên chỉ thể hiện một phần hoặc nhiều phần trích dẫn. Để có thể xem đầy đủ, chi tiết và đúng định dạng tài liệu, bạn vui lòng tải tài liệu. Hy vọng tài liệu điều khiển robot hai bánh tự cân bằng sử dụng kỹ thuật điều khiển trượt sẽ giúp ích cho bạn.
    #1
  7. Đang tải dữ liệu...

    Chia sẻ link hay nhận ngay tiền thưởng
    Vui lòng Tải xuống để xem tài liệu đầy đủ.

    Gửi bình luận

    ♥ Tải tài liệu

social Thư Viện Tài Liệu

Từ khóa được tìm kiếm

Nobody landed on this page from a search engine, yet!

Quyền viết bài

  • Bạn Không thể gửi Chủ đề mới
  • Bạn Không thể Gửi trả lời
  • Bạn Không thể Gửi file đính kèm
  • Bạn Không thể Sửa bài viết của mình
  •  
DMCA.com Protection Status