Xây dựng mô hình và thiết kế luật điều khiển cho bài toán BEAM BALL

Xây dựng mô hình và thiết kế luật điều khiển cho bài toán BEAM BALL

HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ

Nội dung bài thuyết trình

 Mục đích của bài toán là điều khiển vị trí quả bóng trên thanh đỡ sao cho

nó đạt đúng giá trị mong muốn dưới ảnh hưởng bên ngoài

 Để giải quyết bài toán beam-ball, ta coi hệ là tuyến tính với góc quay

anphal (α) của thanh tương đối nhỏ (-300≤α≤300)

Các đề tài nghiên cứu về hệ

thống beam-ball

Mô hình: “Quả bóng cân bằng trên thanh dầm” được xây dựng bởi Berkeley Robotics Laboratory (Arroyo 2005)

Mẫu “quả bóng và thanh dầm” do

Quanser chế tạo (năm 2006)

Mô hình ‘Cân bằng quả bóng và thanh đỡ’ được

thiết kế bởi đại học Lakehead (Ambalavanar, Moinuddin & Malyshev 2006)

Mô hình: Ball on Beam System

(Hirsch 1999)

Mô hình: A Robotic Ball Balancing

Beam (Lieberman 2004)

PHÂN TÍCH VÀ XÂY DỰNG MÔ HÌNH CỦA

HỆ THỐNG BEAM-BALL

• Mô hình tổng quát

Phân tích sự cân bằng của quả bóng

Giả thiết quả bóng lăn không trượt, bỏ qua ma sát

THIẾT KẾ MÔ HÌNH CƠ KHÍ CỦA HỆ THỐNG

BEAM-BALL

• Phân tích yều cầu và chức năng của mô hình cơ khí.

• Mục tiêu của thiết kế là hệ thống làm việc ổn định, đáp ứng chất lượng đề ra, cơ cấu cơ khí đơn giản,chắc chắn, bền, đẹp.

Một số mô hình được thiết kế trong thực tế Trong đồ án này sử dụng mô hình 3.4

3.3 Mô hình sau khi thiết kế

4.4 Thiết kế bộ điều khiển PID cho bài toán beam-ball

Chạy M-file đoạn chương trình sau cho ta

hàm truyền và đáp ứng của hệ hở

Thêm khâu tỷ lệ Kp=0,0407 thu được

Thêm khâu vi phân kd=2; kp=10

Tăng kd=10

Thực nghiệm thuật toán điều khiển trên

mô hình beam-ball

Thiết kế mạch

Thiết kế giao diện

Kết quả thực nghiệm