Điều khiển mô hình con lắc ngược sử dụng bộ điều khiển LQR với hai vòng phản hồi

Tóm tắt

Bài báo trình bày phương pháp thiết kế bộ điều khiển cho mô hình con lắc ngược qua hai vòng hồi tiếp. Vòng kín bên trong sử dụng phương pháp phản hồi trạng thái để ổn định mô hình con lắc xung quanh điểm cân bằng thẳng đứng phía trên. Vòng kín bên ngoài phản hồi vị trí xe để điều khiển xe đến vị trí đặt. Bộ điều khiển toàn phương tuyến tính LQR được sử dụng cho hai mạch vòng đồng thời nhằm điều khiển tối ưu hoạt động của mô hình. Để ước lượng biến trạng thái dùng cho vòng kín bên trong kết hợp với lọc nhiễu, tác giả sử dụng bộ lọc Kalman như một bộ quan sát. Kết quả mô phỏng trên Matlab chứng tỏ ưu điểm của việc sử dụng bộ điều khiển LQR cho hai mạch vòng đồng thời và hiệu quả lọc nhiễu của bộ lọc Kalman. Bộ điều khiển được kiểm chứng trên mô hình con lắc ngược thực nghiệm.