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

Bài viết 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. | Cao Xuân Cường, Trần Đình Khôi Quốc 16 ĐIỀU KHIỂN MÔ HÌNH CON LẮC NGƯỢC SỬ DỤNG BỘ ĐIỀU KHIỂN LQR VỚI HAI VÒNG PHẢN HỒI CONTROL OF AN INVERTED PENDULUM MODEL USING LQR WITH TWO FEEDBACK LOOPS Cao Xuân Cường1, Trần Đình Khôi Quốc2 1 Trường Cao đẳng Công nghệ Tây Nguyên; cuongtiamo@ 2 Đại học Đà Nẵng; tdkquoc@ 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. Abstract - This paper presents method of controller design for an inverted pendulum system via two close loops. The inner loop uses state feedback method to stabilize model around the up-right equilibrium point. The outer loop uses the cart position feedback to drive the whole model to its set point. The Linear Quadratic Regulator (LQR) is used for both two loops at the same time to optimize the operation of the model. To estimate the state variables for the inner loop coupled with the noise filter, we use the Kalman filter as a state observatory. Simulation results on Matlab demonstrate the advantages of using LQR for both two loops and the effect of the Kalman filter. This controller is tested on the pendulum model by experiment. Từ khóa - con lắc ngược; bộ điều khiển LQR; bộ lọc Kalman; phản hồi vị trí; hai vòng kín; bo mạch arduino Key words - inverted .

• Vật lý
• Mô hình con lắc ngược
• Bộ điều khiển LQR
• Bộ lọc Kalman
• Phản hồi vị trí
• Bo mạch arduino
• Tác động của nhiễu đến mô hình
• Tóm tắt Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật
• Con lắc ngược hai bậc tự do
• Con lắc ngược
• Điều khiển cân bằng con lắc ngược
• Chế tạo con lắc ngược
• Thiết kế con lắc ngược
• Báo cáo nghiên cứu khoa học cấp trường
• Thiết kế mô hình cân bằng con lắc ngược
• Mô hình cân bằng con lắc ngược
• Mô hình cân bằng
• Hệ con lắc ngược ứng dụng xử lí ảnh
• Xây dựng mô hình con lắc
• Dạng quay trên Simulink
• Mô phỏng con lắc
• Đối tượng con lắc ngược
• Luận văn Thạc sĩ
• Luận văn Thạc sĩ Khoa học
• Kỹ thuật máy tính
• Điều khiển mô hình con lắc ngược
• Tính toán mô hình con lắc ngược
• Chế tạo mô hình con lắc ngược
• Nghiên cứu khoa học
• Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường
• Xây dựng hệ thống điều khiển mô hình con lắc ngược
• Cấu trúc động học của con lắc
• Mô hình động lực học
• Hệ con lắc ngược phẳng
• Vi xử lý C2000
• Hệ thống con lắc ngược
• Kiểm soát con lắc đơn
• Chế tạo mô hình điều khiển
• Mô hình điều khiển
• Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
• Luận văn khoa học máy tính
• Tóm tắt luận văn Tiến sĩ
• Tóm tắt luận văn Tiến sĩ Cơ học
• Giảm dao động cho công trình
• Con lắc ngược chịu tác dụng của ngoại lực
• Hệ con lắc Furuta
• Đặc tính dao động
• Phương trình chuyển động Euler Lagrange
• luận văn báo cáo
• báo cáo tốt nghiệp
• dao động điều hòa
• phương trình vi phân
• động năng của hệ
• hàm hao tán