Thiết kế hệ thống điều khiển cho Acrobot

Trong thời gian học tập và nghiên cứu tại nhà trƣờng tôi đã tích lũy đƣợc khá nhiều kiến thức chuyên nghành. Sau gần hai năm học tập tại nhà trƣờng những học viên chúng tôi đƣợc nhận luận văn tốt nghiệp đó là một vinh dự lớn của bản thân.
Sau 6 thánh nghiên cứu và làm việc khẩn trƣơng với sự hƣớng dẫn, giúp đỡ tận tình của T.S Nguyễn Hoài Nam (Trƣờng Đại học Công Nghiệp – Đại học Thái Nguyên) luận văn “Thiết kế hệ thống điều khiển cho Acrobot” đã cơ bản hoàn thành. Trong quá trình thực hiện luận văn ngoài sự cố gắng của bản thân, tôi đã nhận đƣợc rất nhiều sự quan tâm giúp đỡ, chỉ bảo tận tình của các thầy giáo, cô giáo trong nhà trƣờng.

NỘI DUNG:

LỜI CAM ĐOAN……………….………………… ……………….……… i
LỜI CẢM ƠN…………………… …………………………… ….……….ii
DANH MỤC HÌNH ẢNH ……………………….……….………….………vi
DANH MỤC CÁC BẢNG ………… ……… ……….…………… … viii
MỞ ĐẦU…………….…………………………………….……… ……… 1
1. Lý do chọn đề tài………………… ……… ……….…………………1
2. Mục tiêu nghiên cứu………………………… ………………….……1
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu………………………………………2
3.1. Đối tƣợng nghiên cứu ……………………………………….…2
3.2. Phạm vi nghiên cứu …………………………………………… 2
4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài nghiên cứu … ………………2
4.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài …………………………………… 2
4.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài nghiên cứu ………………………….2
5. Phƣơng pháp nghiên cứu……………….…………………………….…2
5.1. Nghiên cứu lý thuyết………………………………………… ….2
5.2. Phương pháp thực nghiệm…………………………… ……… 3
CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ACROBOT……… …… … 4
CHƢƠNG II: MÔ HÌNH HÓA ACROBOT………… … ……………… 6
2.1. Hệ thống Acrobot …………………………….……………….…….6
2.2. Luật điều khiển cho Acrobot …………………………………… …8
2.3. Chƣơng trình mô phỏng Acrobot trong không gian 2 chiều…….…10
CHƢƠNG III: THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN ……………… …….…… 15
3.1. Tuyến tính hóa mô hình tại điểm cân bằng không ổn định…… 15
3.2. Thiết kế bộ điều khiển phản hồi trạng thái………… …….…… 18
3.2.1. Phƣơng pháp gán điểm cực ……………………… 18
3.2.2. Ứng dụng Matlab tìm bộ điều khiển cho Acrobot .….… 20
3.3. Bộ điều khiển LQR QUADRATIC REGULATOR:… ……. 20
3.3.1. Phƣơng trình Riccati đại số … ………… …………… 20
3.3.2. Sử dụng Matlab tìm ma trận P, K ….………………….….22
CHƢƠNG IV: MÔ PHỎNG…… ….24
4.1. Bài toán 1………………………………………………………… 24
4.1.1 . Bộ điều khiển phản hồi trạng thái.……………… …… 26
4.1.2. Bộ điều khiển LQR QUADRATIC REGULATOR………29
4.1.3. Bộ điều khiển phi tuyến…… …………………… …….33
4.2. Bài toán 2………………………………………… ………………38
4.2.1 . Bộ điều khiển phản hồi trạng thái theo phƣơng pháp gán
điểm cực…………………………………………………………40
4.2.2. Khảo sát khi có nhiễu tác động…… …….………………46
CHƢƠNG V: GIẢI PHÁP THIẾT KẾ MÔ HÌNH THỰC CHO ACROBOT 50
5.1 Thiết kế hệ thống điều khiển Acrobot………………………… 50
5.2. Mô hình thí nghiệm Acrobot …………………………………… 51
5.2.1. Động cơ DC………………………………………………51
5.2.2. Động cơ DC gear motor encoder…………………………52
5.2.3. IC L298N…………………………………………………53
5.2.4. IC SN74HC08N…… ……………………………………53
5.2.5. Giới thiệu Card Arduino………………… …………… 54
5.2.6. Thiết kế bộ điều khiển PI cho Acrobot… … ………… 54
5.2.7. Kết quả thực nghiệm…………………… ……………….55
CHƢƠNG VI: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ………………… …………… …56
6.1 Kết luận…………………………………….……………………….56
6.2 Kiến nghị………………………………………………………… 56
TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………… ……………………… …57

LINK DOWNLOAD