Đánh giá hiệu quả phương pháp điều khiển cân bằng nhanh hệ con lắc ngược dựa trên hiện tượng cộng hưởng dao động
Tóm tắt: 111
| 
PDF: 152 
##plugins.themes.academic_pro.article.main##
Author
Từ khóa:
Hệ con lắc ngược
LQR
Điều khiển mờ
Điều khiển cân bằng
Cộng hưởng dao động
Tóm tắt
Điều khiển học là lĩnh vực thu hút sự quan tâm lớn với nhiều cách tiếp cận và phương pháp thực hiện khác nhau tùy vào đặc tính của hệ thống. Trong lĩnh vực điều khiển học, các mô hình hoặc hệ thống mang đặc tính phi tuyến thường được các nhà nghiên cứu đặc biệt quan tâm. Hệ thống con lắc ngược chính là một trong những hệ thống điển hình để nghiên cứu với các phương pháp điều khiển mô hình phi tuyến. Trong bài báo này, nhóm nghiên cứu trình bày hai phương pháp điều khiển khác nhau cho hệ này. Đó là phương pháp điều khiển năng lượng để nâng ngược thanh lắc kết hợp với cân bằng thanh lắc sử dụng thuật toán toàn phương tuyến tính (LQR) và phương pháp điều khiển mờ cho cả quá trình nâng ngược và cân bằng thanh lắc. Kết quả mô phỏng trên phần mềm MATLAB thể hiện rằng, phương pháp sử dụng bộ điều khiển mờ phù hợp hơn cho hệ phi tuyến và cải thiện thời gian đáp ứng của thanh lắc so với phương pháp còn lại.
Tài liệu tham khảo
-
[1] K. Shukla, et.al., "Control and synchronization of a fractional order hyperchaotic system via backstepping and active backstepping approach", Mathematical Techniques of Fractional Order Systems. Elsevier, 2018, pp. 559-595.
[2] N. Le, et.al., "System identifications of a 2DOF pendulum controlled by QUBE-servo and its unwanted oscillation factors", Archive of Mechanical Engineering 2020, pp. 435-450.
[3] Iqbal, et al., "Nonlinear control systems-A brief overview of historical and recent advances", Nonlinear Engineering, 6(4), 2017, pp. 301-312.
[4] A.D. Pham, H.J. Ahn, “Evaluation of Input Shaping Methods for the Nonlinear Vibration System Using a Furuta Pendulum", Journal of the Korean Society for Precision Engineering, 37(11), 2020, pp. 827-833.
[5] Boubaker, "The inverted pendulum benchmark in nonlinear control theory: a survey", International Journal of Advanced Robotic Systems, 10(5), 2013, 233.
[6] B. Prasad, B. Tyagi and H. O. Gupta, "Modelling and Simulation for Optimal Control of Nonlinear Inverted Pendulum Dynamical System Using PID Controller and LQR", 2012 Sixth Asia Modelling Symposium, 2012, pp. 138-143.
[7] J. Åström, K. Furuta, "Swinging up a pendulum by energy control", Automatica, 36(2), 2000, pp. 287-295.
[8] Chatterjee, et.al., "Swing-up and stabilization of a cart–pendulum system under restricted cart track length", Systems & control letters, 47(4), 2002, pp. 355-364.
[9] Yamakawa, "Stabilization of an inverted pendulum by a high-speed fuzzy logic controller hardware system", Fuzzy sets and Systems, 32(2), 1989, pp. 161-180.
[10] W. Anderson, "Learning to control an inverted pendulum using neural networks", in IEEE Control Systems Magazine, 9(3), 1989, pp. 31-37.
[11] Williams and K. Matsuoka, "Learning to balance the inverted pendulum using neural networks", 1991 IEEE International Joint Conference on Neural Networks, 1991, pp. 214-219.
[12] I. El-Hawwary, et.al., "Adaptive fuzzy control of the inverted pendulum problem", IEEE Transactions on Control Systems Technology, 14(6), 2006, pp. 1135-1144.
[13] Muskinja, B. Tovornik. "Swinging up and stabilization of a real inverted pendulum", IEEE transactions on industrial electronics, 53(2), 2006, pp. 631-639.
[14] Susanto, et.al., "Fuzzy swing up control and optimal state feedback stabilization for self-erecting inverted pendulum", IEEE Access, 8 2020, pp. 6496-6504.
[15] I. H. Nour, J. Ooi and K. Y. Chan, "Fuzzy logic control vs. conventional PID control of an inverted pendulum robot", 2007 International Conference on Intelligent and Advanced Systems, 2007, pp. 209-214.
[16] n.K. Nasir, M.A. Ahmad, M.F. Rahmat, "Performance comparison between LQR and PID controllers for an inverted pendulum system", AIP conference proceedings, 1052(1), 2008.
[17] Li, H. Ding and K. Cheng, "An investigation on the design and performance assessment of double-PID and LQR controllers for the inverted pendulum", Proceedings of 2012 UKACC International Conference on Control, 2012, pp. 190-196.
[18] D. H.Nguyen, et.al., “Identifying parameters for cart and pole system”, Journal of Technical Education Science – HCM City University of Technology and Education, 36, pp. 12–17.
[19] Cao Xuân Cường, Trần Đình Khôi Quốc, “Điều khiển Mô hình Con lắc ngược sử dụng bộ điều khiển LQR với Hai vòng phản hồi”, Tạp Chí Khoa học Và Công nghệ - Đại học Đà Nẵng, Số 5(126), 2018, quyển 1, tr 16-20.
[20] Thái Bá Hòa, Tôn Nữ Huyền Trang, Phạm Anh Đức, Lê Hoài Nam, “Phân tích thực nghiệm quá trình tự cân bằng LQR của hệ thống con lắc ngược hệ trượt điều khiển bởi vi xử lý C2000”, Tạp Chí Khoa học và Công nghệ - Đại học Đà Nẵng, Số 20(7), 2022, tr. 25-28.
[21] Phạm Anh Đức, Trần Quang Khải, Đỗ Lê Hưng Toàn, Tôn Nữ Huyền Trang, “Động lực học Và các đặc tính Dao động của hệ Con lắc Furuta”. Tạp Chí Khoa học và Công nghệ - Đại học Đà Nẵng, Số 18(5), 2020, quyển 1, tr 29-32.
[22] Bradshaw, S. Jindi, "Swing-up control of inverted pendulum systems", Robotica 14(4), 1996, pp. 397-405.
[23] Chen Wei Ji, Fang Lei and Lei Kam Kin, "Fuzzy logic controller for an inverted pendulum system," 1997 IEEE International Conference on Intelligent Processing Systems (Cat. No.97TH8335), 1997, pp. 185-189.
[24] Nguyễn Văn Khanh, et al, “Điều khiển cân bằng con lắc ngược sử dụng bộ điều khiển cuốn chiếu”, Tạp chí khoa học trường Đại học Cần Thơ, 2014, tr 18-25.
[25] Karl Johan Astrom, Richard M. Murray, “Feedback System: An Introduction for Scientists and Engineers”, Princeton University Press, 2008.
Xem thêm
##plugins.themes.academic_pro.article.sidebar##
Đã Xuất bản
Oct 31, 2022
Download
Cách trích dẫn
Bùi Đức Mạnh, Thái Bá Hòa, Võ Như Thành, và Phạm Anh Đức. “Đánh Giá hiệu Quả phương pháp điều khiển cân bằng Nhanh hệ Con lắc ngược dựa Trên hiện tượng cộng hưởng Dao động”. Tạp Chí Khoa học Và Công nghệ - Đại học Đà Nẵng, vol 20, số p.h 10.1, Tháng Mười 2022, tr 59-65, https://jst-ud.vn/jst-ud/article/view/8052.
