So sánh bộ điều khiển PID với bộ điều khiển LQG cho robot cân bằng trên quả cầu
Tóm tắt: 189
| 
PDF: 364 
##plugins.themes.academic_pro.article.main##
Author
Từ khóa:
robot cân bằng trên quả cầu
thiết kế điều khiển
PID
LQG
bộ lọc Kalman
Tóm tắt
Với diện tích tiếp xúc giữa robot và mặt đất nhỏ, khả năng chuyển động đa hướng và đổi hướng nhanh mà không cần xoay thân, robot cân bằng trên quả cầu phù hợp với các không gian làm việc chật hẹp. Robot này vốn dĩ không ổn định nên phải luôn cân bằng một cách chủ động. Trong bài báo này, hai bộ điều khiển (bộ điều khiển PID và bộ điều khiển LQG) được so sánh, đánh giá để áp dụng cho nguyên mẫu robot cân bằng trên quả cầu được thiết kế và chế tạo tại Khoa Cơ khí, Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng. Chất lượng của các bộ điều khiển được đánh giá thông qua mô phỏng với các điều kiện hoạt động khác nhau. Các kết quả cho thấy bộ điều khiển LQG có chất lượng tốt hơn (thời gian đáp ứng, thời gian xác lập nhanh hơn) bộ điều khiển PID.
Tài liệu tham khảo
-
[1] Nagarajan Umashankar, Dynamic Constraint-Based Optimal Shape Trajectory Planner for Shape Accelerated Underactuated Balancing Systems, Proceedings of 2010 Robotics: Science and Systems, 2010, pp. 27-31.
[2] Blonk, J. W., Modeling and Control of a Ball-Balancing Robot, Master’s Thesis, University of Twente, 2014.
[3] Nagarajan, U., Mampetta, A., Kantor, G. A., & Hollis, R. L., State Transition, Balancing, Station Keeping, and Yaw Control for A Dynamically Stable Single Spherical Wheel Mobile Robot, IEEE International Conference on Robotics and Automation, May 2009, pp. 998-1003.
[4] Kumagai, M., & Ochiai, T., Development of A Robot Balancing on A Ball, International Conference on Control, Automation and Systems, Oct. 2008, pp. 433-438.
[5] Fong, J., Uppill, S., & Cazzolato, B., Design and Build A Ballbot, In Report. Adelaide, Australia: The University of Adelaide, 2009.
[6] Fankhauser, P., & Gwerder, C., Modeling and Control of A Ballbot, Bachelor’s Thesis, Eidgenössische Technische Hochschule Zürich, 2010.
[7] Su, X., Wang, C., Su, W., & Ding, Y., Control of Balancing Mobile Robot on A Ball with Fuzzy Self-Adjusting PID, Chinese Control and Decision Conference (CCDC), May 2016, pp. 5258-5262.
[8] Vaidya, B., Shomin, M., Hollis, R., & Kantor, G., Operation of the Ballbot on Slopes and with Center-of-Mass Offsets, IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA), May 2015, pp. 2383-2388.
[9] Yunong, Y., Ha, H. M., Kim, Y. K., & Lee, J. M., Balancing and Driving Control of A Ball Robot Using Fuzzy Control, International Conference on Ubiquitous Robots and Ambient Intelligence (URAI), Oct. 2015, pp. 492-494.
[10] André Alstrin, Emil Sundell, Development of A Mechatronical Platform for AUTOSAR - The Ball-Balancing Robot, Master's Thesis, Chalmers University of Technology.
[11] Carlucho, Ignacio, et al., Comparison of A PID Controller versus A LQG Controller for An Autonomous Underwater Vehicle, IEEE/OES South American International Symposium on Oceanic Engineering (SAISOE), 2016.
[12] Karl J Astrom, PID Controllers: Theory, Design and Tuning, Instrument Society of America, 1995.
[13] Lavretsky, E., & Wise, K. A., Robust and Adaptive Control, Springer, London, 2013.
Xem thêm
##plugins.themes.academic_pro.article.sidebar##
Đã Xuất bản
Jul 30, 2018
Download
Cách trích dẫn
Cao Thanh Bộ, Phạm Trường Hưng, TS. Lê Hoài Nam*, Nguyễn Danh Ngọc. “So sánh bộ điều khiển PID với bộ điều khiển LQG Cho Robot cân bằng Trên Quả cầu”. Tạp Chí Khoa học Và Công nghệ Đại học Đà Nẵng, vol 7, số p.h 128, Tháng Bảy 2018, tr 10-14, doi:10.31130/jstud2018-905.
