ROBOT 2 BÁNH TỰ CÂN BẰNG THUẬT TOÁN PID
7 thg 8, 2020 | 16:13

ROBOT 2 BÁNH TỰ CÂN BẰNG THUẬT TOÁN PID


Xe hai bánh tự cân bằng  là một trong những dự án có rất nhiều ứng dụng trong cuộc sống hiện nay, nó có nhiều ưu điểm và được sử dụng với nhiều mục đích khác nhau như: phục vụ nhu cầu giải trí, tham gia các cuộc thi về xe tự hành và có thể ứng dụng trong quân sự, mặt khác nó vẫn còn tồn tại một số khuyết điểm như: chi phí cao, giới hạn về các địa hình di chuyển.
Xe hai bánh tự cân bằng là mô hình xe được thiết kế dựa trên sự hoạt động của mô hình con lắc ngược, là một đối tượng phi tuyến với các tham số bất định. Đặc điểm nổi bật nhất của xe hai bánh tự cân bằng là có thể tự cân bằng, giúp cho xe luôn ở trạng thái cân bằng đứng yên dù xe chỉ có hai bánh và một trục chuyển động.

Hiện nay có rất nhiều công trình nghiên cứu về các mô hình robot tự cân bằng nói chung và mô hình xe hai bánh tự cân bằng nói riêng, có rất nhiều nghiên cứu về giải thuật điều khiển xe hai bánh tự cân bằng như: Điều khiển xe hai bánh tự cân bằng sử dụng giải thuật cuốn chiếu (backstepping control), sử dụng giải thuật điều khiển trượt (sliding mode control), giải thuật điều khiển LQR, giải thuật điều khiển thông minh fuzzy, noron, và giải điều khiển PID.

NỘI DUNG:

LỜI CẢM ƠN ii
MỤC LỤC iii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT v
MỤC LỤC HÌNH ẢNH vi
MỤC LỤC BẢNG vii
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ XE HAI BÁNH TỰ CÂN BẰNG 1
1.1 Yêu cầu của đề tài 1
1.2 Giới thiệu 1
1.3 Mục tiêu đề tài 2
1.4 Hướng thực hiện đề tài 2
1.5 Mục đích nghiên cứu 3
1.6 Tình hình nghiên cứu trong nước và trên thế giới 3
1.6.1 Trong nước 3
1.6.2 Nước ngoài 3
CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ HỆ THỐNG 7
2.1 Thiết kế hệ thống 7
2.1.1 Sơ đồ khối tổng quát của hệ thống 7
2.1.2 Chức năng của từng khối 8
2.2 Thiết kế phần cứng 9
2.2.1 Sơ đồ mạch điện 9
2.2.2 Nguyên lý hoạt động của toàn hệ thống 9
2.2.3 Thông số kỹ thuật của từng thiết bị 10
2.3 Thiết kế phần mềm 18
2.3.1 Giới thiệu về 6 trục trong chuyển động 18
2.3.2 Mạch cầu H 19
2.4 Thuật toán điều khiển 23
2.5 Thuật toán điều khiển PID. 23
2.5.1 .Giới thiệu về thuật toán PID 23
2.5.2 Lựa chọn bộ thông số PID 27
2.5.3 Giới thiệu về Arduino IDE 30
2.5.4 Khởi tạo một chương trình 31
2.5.5 Cấu trúc của một chương trình trong phần mềm Arduino IDE 33
CHƯƠNG 3. THỬ NGHIỆM VÀ THẢO LUẬN 34
3.1 Môi trường thử nghiệm 35
3.2 Kịch bản 35
3.3 Kết quả thử nghiệm 36
3.4 Xét tính ổn định của 3 thông số đã chọn 37
3.4.1 Trong phòng 37
3.4.2 Ngoài trời 38
3.4.3 Tác động nhẹ bên ngoài 39
3.4.4 Nhận xét 40
3.5 Giải thích kết quả 40
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 41



Xe hai bánh tự cân bằng  là một trong những dự án có rất nhiều ứng dụng trong cuộc sống hiện nay, nó có nhiều ưu điểm và được sử dụng với nhiều mục đích khác nhau như: phục vụ nhu cầu giải trí, tham gia các cuộc thi về xe tự hành và có thể ứng dụng trong quân sự, mặt khác nó vẫn còn tồn tại một số khuyết điểm như: chi phí cao, giới hạn về các địa hình di chuyển.
Xe hai bánh tự cân bằng là mô hình xe được thiết kế dựa trên sự hoạt động của mô hình con lắc ngược, là một đối tượng phi tuyến với các tham số bất định. Đặc điểm nổi bật nhất của xe hai bánh tự cân bằng là có thể tự cân bằng, giúp cho xe luôn ở trạng thái cân bằng đứng yên dù xe chỉ có hai bánh và một trục chuyển động.

Hiện nay có rất nhiều công trình nghiên cứu về các mô hình robot tự cân bằng nói chung và mô hình xe hai bánh tự cân bằng nói riêng, có rất nhiều nghiên cứu về giải thuật điều khiển xe hai bánh tự cân bằng như: Điều khiển xe hai bánh tự cân bằng sử dụng giải thuật cuốn chiếu (backstepping control), sử dụng giải thuật điều khiển trượt (sliding mode control), giải thuật điều khiển LQR, giải thuật điều khiển thông minh fuzzy, noron, và giải điều khiển PID.

NỘI DUNG:

LỜI CẢM ƠN ii
MỤC LỤC iii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT v
MỤC LỤC HÌNH ẢNH vi
MỤC LỤC BẢNG vii
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ XE HAI BÁNH TỰ CÂN BẰNG 1
1.1 Yêu cầu của đề tài 1
1.2 Giới thiệu 1
1.3 Mục tiêu đề tài 2
1.4 Hướng thực hiện đề tài 2
1.5 Mục đích nghiên cứu 3
1.6 Tình hình nghiên cứu trong nước và trên thế giới 3
1.6.1 Trong nước 3
1.6.2 Nước ngoài 3
CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ HỆ THỐNG 7
2.1 Thiết kế hệ thống 7
2.1.1 Sơ đồ khối tổng quát của hệ thống 7
2.1.2 Chức năng của từng khối 8
2.2 Thiết kế phần cứng 9
2.2.1 Sơ đồ mạch điện 9
2.2.2 Nguyên lý hoạt động của toàn hệ thống 9
2.2.3 Thông số kỹ thuật của từng thiết bị 10
2.3 Thiết kế phần mềm 18
2.3.1 Giới thiệu về 6 trục trong chuyển động 18
2.3.2 Mạch cầu H 19
2.4 Thuật toán điều khiển 23
2.5 Thuật toán điều khiển PID. 23
2.5.1 .Giới thiệu về thuật toán PID 23
2.5.2 Lựa chọn bộ thông số PID 27
2.5.3 Giới thiệu về Arduino IDE 30
2.5.4 Khởi tạo một chương trình 31
2.5.5 Cấu trúc của một chương trình trong phần mềm Arduino IDE 33
CHƯƠNG 3. THỬ NGHIỆM VÀ THẢO LUẬN 34
3.1 Môi trường thử nghiệm 35
3.2 Kịch bản 35
3.3 Kết quả thử nghiệm 36
3.4 Xét tính ổn định của 3 thông số đã chọn 37
3.4.1 Trong phòng 37
3.4.2 Ngoài trời 38
3.4.3 Tác động nhẹ bên ngoài 39
3.4.4 Nhận xét 40
3.5 Giải thích kết quả 40
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 41


M_tả
M_tả

Chuyên mục:

Không có nhận xét nào: