Điều khiển mô hình thực tế xe đạp tự thăng bằng sử dụng giải thuật di truyền tối ưu bộ điều khiển LQR
Email tác giả liên hệ:
1881101@student.hcmute.edu.vnTừ khóa:
xe đạp, xe máy, điều khiển thăng bằng, bộ điều khiển (BĐK) LQR, giải thuật di truyền, BĐK LQR-GATóm tắt
Xe đạp, xe máy là những phương tiện giao thông rất khó để giữ thăng bằng với những người mới bắt đầu. Người điều khiển phải cho xe di chuyển liên tục (điều khiển vận tốc xe) nhằm giữ xe thăng bằng. Với sự phát triển của kỹ thuật điều khiển tự động, việc điều khiển thăng bằng xe đạp, xe máy ngay khi xe đứng yên đã được thực hiện hóa. Trong bài báo này, nhóm tác giả lựa chọn đối tượng là mô hình xe đạp tự thăng bằng được điều khiển bởi một bánh đà. Từ đó, các kết quả nghiên cứu về giải thuật di truyền (Genetic Algorithm-GA) nhằm tối ưu hóa bộ điều khiển LQR truyền thống được công bố. Bộ điều khiển (BĐK) LQR hay còn gọi là bộ điều khiển tối ưu có khả năng điều khiển giữ thăng bằng tốt cho các đối tượng phi tuyến (con lắc ngược quay, hệ bóng thanh…) với sự hỗ trợ của GA nhằm chỉnh định ma trận trọng số Q trong việc giải phương trình Riccati, tạo thành BĐK LQR-GA đã tối ưu hóa BĐK LQR truyền thống. Hệ thống đã được rút ngắn thời gian xác lập. BĐK LQR-GA cho khả năng và độ tin cậy cao trong việc ứng dụng thực tế cho các hệ thống xe tự lái, xe đạp thăng bằng cho trẻ tập lái, phương tiện giao thông tương lai. Việc sử dụng giải thuật LQR-GA cho hệ thống trên được chứng minh tối ưu hơn qua từng thế hệ ở cả mô phỏng (Matlab/Simulink) và mô hình thực tế.
Tải xuống: 0
Tài liệu tham khảo
N. Tamaldin, H.I.M. Yusof, M.F.B. Abdollah, G. Omar, M.I.F. Rosley, Design self-balancing bicycle, Proceedings of Mechanical Engineering Research Day 2017, pp. 160-161, May 2017.
Mr.Sandeep kumar gupta, Mrs.Veena.Gulhane, Design of Self-Balancing Bicycle Using Object State Detection, International Journal of Engineering Research and Applications (IJERA) ISSN: 2248-9622, International Conference on Industrial Automation and Computing (ICIAC- 12-13th April 2014).
V. V. Kadam, M. S. Khedekar, V. S. Shilimkar, A. A. Kolapkar4, Self Balancing Bike Prototype Using Gyroscope, IJSRD - International Journal for Scientific Research & Development, Vol. 4, Issue 12, ISSN (online): 2321-0613, 2017.
Pom Yuan Lam, Design And Development Of A Self-balancing Bicycle Using Control Moment Gyro, A Thesis Submitted For The Degree Of Master Of Engineering Department Of Mechanical Engineering National University Of Singapore, 2012.
Hyun Woo Kim, Jae Won An, Hang Dong Yoo, Jang Myung Lee, Balancing Control of Bicycle Robot Using PID Control, ICCAS, 2013.
Tom´aˇs Marada, Radomil Matouˇsek, Daniel Zuth, Design of Linear Quadratic Regulator (Lqr) Based On Genetic Algorithm for Inverted Pendulum, MENDEL — Soft Computing Journal, Brno, Czech RepublicX, Volume 23, No.1, June 2017.
Jin xiaochen, LQR Control of Double Inverted-Pendulum Based on Genetic Algorithm, International Journal of Engineering Research, Volume No.7, Issue No.2, pp. 25-28, 2018.
Kiattisin Kanjanawanishkul, LQR and MPC controller design and comparison for a stationary self-balancing bicycle robot with a reaction wheel, Kybernetika, Vol. 51, No. 1, 173-191, 2015.
Heri Purnawan, Mardlijah and Eko Budi Purwanto, Design of linear quadratic regulator (LQR) control system for flight stability of LSU-05, Journal of Physics: Conf. Series 890, 2017.
Tran H.C, Tran V.D, Le T.T.H, Nguyen M.T, Nguyen V.D.H, Genetic Algorithm Implementation for Optimizing Linear Quadratic Algorithm to Control Acrobot Robotic System, Robotica & Management, Vol. 23, No. 1, June 2018.
Chaiporn Wongsathan, Chanapoom Sirima, Application of GA to Design LQR Controller for an Inverted Pendulum System, Proceedings of the 2008 IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics Bangkok, Thailand, February 21 - 26, 2009.
Vo A.K, Nguyen M.T, Nguyen T.N, Nguyen T.V, Doan V.K, Tran H.C, Nguyen V.D.H, PD Controller for Bicycle Model Balancing, Robotica & Management, 23-2 / 2018.
Tải xuống
Đã Xuất bản
Cách trích dẫn
Số
Chuyên mục
Categories
Giấy phép
Tác phẩm này được cấp phép theo Giấy phép quốc tế Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 .
Bản quyền thuộc về JTE.
