Đồ án tốt nghiệp - Điều khiển cân bằng hệ RIP áp dụng bộ điều khiển mờ ANFIS dựa trên giải thuật LQR

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Đề tài :

ĐIỀU KHIỂN CÂN BẰNG HỆ RIP ÁP DỤNG BỘ
ĐIỀU KHIỂN MỜ ANFIS DỰA TRÊN GIẢI THUẬT
LQR

GVHD
SVTH
MSSV
Lớp
Chuyên ngành
Hệ đào tạo
Khóa đào tạo

: ThS. LÊ THỊ THANH HOÀNG
: PHẠM QUANG MINH
: 15151052
: 15151CL1
: Công nghệ Kỹ Thuật ĐK và TĐH
: Chính Quy
: 2015 - 2019

TP. Hồ Chí Minh, tháng 01 năm 2023

Luận Văn Tốt Nghiệp

PHẦN I:GIỚI THIỆU

Luận Văn Tốt Nghiệp
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
***

Tp. Hồ Chí Minh, ngày 6 tháng 1 năm 2023

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: PHẠM QUANG MINH

MSSV: 15151052

Ngành: CNKT Điều khiển và Tự động hóa

Lớp: 15151CL1

Giảng viên hướng dẫn: ThS.LÊ THỊ THANH HOÀNG

ĐT: 0903945741

Ngày nhận đề tài: 01/09/2022

Ngày nộp đề tài: 30/12/2022

1.Tên đề tài: ĐIỀU KHIỂN CÂN BẰNG HỆ RIP ÁP DỤNG BỘ ĐIỀU KHIỂN
ANFIS DỰA TRÊN GIẢI THUẬT TUYẾN TÍNH HÓA DẠNG TOÀN PHƯƠNG
2. Các tài liệu, nghiên cứu tìm hiểu ban đầu:
Ishan Chawla Vikram Chopra Ashish Singla, Robust LQR Based ANFIS Control of
x-z Inverted Pendulum, 2019 Amity International Conference on Artificial
Intelligence (AICAI), pp. 818-823, 2019. doi: 10.1109/AICAI.2019.8701333
Ishan Chawla Ashish Singla, ANFIS based system identification of underactuated
systems, International Journal of Nonlinear Sciences and Numerical Simulation, vol.
21, no. 7-8, 2020, pp. 649-660, 2020. https://doi.org/10.1515/ijnsns-2018-0005
3. Nội dung thực hiện đề tài: Thiết kế BĐK bộ điểu khiển LQR dựa trên ANFIS
nhằm điều khiển cân bằng hệ RIP trên mô phỏng và trên mô hình thực tế.
4. Sản phẩm: Mô hình, file mềm, báo cáo tổng kết.
TRƯỞNG NGÀNH

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

Luận Văn Tốt Nghiệp

Lời Mở Đầu
Kỹ thuật điều khiển trong lĩnh vực Điều khiển Tự động tuy không mới nhưng
đóng một vai trò rất quan trọng trong quá trình tự động hóa của thế giới nói chung và
nói Việt Nam nói riêng. Hiện nay, công nghệ khoa học kỹ thuật trên thế giới đang
phát triển rất mạnh mẽ với nhiều công nghệ, kỹ thuật mới ra đời. Chính vì thế, rất cần
những kỹ sư trong lĩnh vực kỹ thuật điều khiển nắm vững cốt lõi kỹ thuật điều khiển
để có thể phát triển ngành kỹ thuật điều khiển một cách hiệu quả và bền vững.
Từ nhiều thập kỷ qua, hệ thống con lắc ngược quay RIP (Rotary Inverted
Pendulum) đã được coi là một vấn đề chuẩn mực trong tài liệu điều khiển do bản chất
của nó là tính không ổn định, phi tuyến tính. Khả năng ứng dụng của nó trong
...

...

International Journal of Precision Engineering and Manufacturing, vol. 23, p.
45–56, 2022.
[4] Sourav Pramanik,Sohel Anwar, Robust controller design for rotary inverted
pendulum using and -synthesis techniques, The Journal of Engineering, vol. 3,
pp. 249-260, 2022.
[5] Aydın, M. &amp Yakut, O, Fuzzy Sliding Mode Control with Moving Sliding
Surface of Rotary Inverted Pendulum, Journal of Advanced Research in
Natural and Applied Sciences, vol. 8, no. 3, pp. 355-369, 2022.
[6] Galsanbadam Sainzaya, Fan-Nong Yu, Tung-Lin Hsieh, Chan-Yun Yang,
LQR control with refined PID to balance rotary inverted pendulum with timevarying uncertainty, in 2017 International Conference on Fuzzy Theory and
Its Applications (iFUZZY), Pingtung, Taiwan, 2017.
[7] Xuebo Yang, Xiaolong Zheng, Swing up and Stabilization Control Design for
an Underactuated Rotary Inverted Pendulum System: Theory and
Experiments, IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS, vol.
65, no. 9, 2017.
[8] Nguyễn Văn Đông Hải, Ngô Văn Thuyên, Xây dựng BĐK PID-neuron cho hệ
RIP, Tạp chí Khoa học Giáo dục Kĩ thuật, pp. 37-45, 2012.
[9] Nguyễn Văn Khanh, Nguyễn Vĩnh Hảo, Nguyễn Ngô Phong, IỀU KHIỂN
CÂN BẰNG IP SỬ DỤNG BĐK CUỐN CHIẾU, Tạp chí Khoa học Trường
Đại học Cần Thơ, vol. 31, pp. 18-25, 2014.
[10] Lê Quang Vũ, Nguyễn Minh Tâm, Dương Hoài Nghĩa, Điều khiển trượt hệ
RIP, Tạp chí Khoa học Giáo dục Kĩ thuật, vol. 34, pp. 24-29, 2015.

68

Luận Văn Tốt Nghiệp
[11] Vo Anh Khoa, Nguyen Minh Tam, Tran Vi Do, Nguyen Thien Van, Nguyen
Van Dong Hai, Model and control algorithm construction for rotary inverted
pendulum in laboratory, Journal of Technical Education Science, vol. 49, pp.
32-40, 2018.
[12] Cao Xuân Cường, Trần Đình Khôi Quốc, Điều khiển mô hình IP sử dụng BĐK
LQR với hai vòng phản hồi, Tạp chí Khoa học và công nghệ Đại học Đà Nẵng,
vol. 5, pp. 16-29, 2018.
[13] Vo, M. T., Tran, V. Đô, Vu, V. P., Tran, Đức T., Nguyen, M. T., Ngo, V. T.,
Tran, T. P. ., &amp Nguyen, V. Đông H., Design of Input-Output Feedback
Linearization Control for Rotary Inverted Pendulum System, Journal of
Technical Education Science, vol. 69, pp. 26-35, 2022.
[14] H. T. Hoang, Hệ thống điều khiển thông minh, Ho Chi Minh city: Nhà xuất bản
ĐHQG TPHCM, 2014.
[15] Hong , G. B., Le, T. T. H., Nguyen, M. T., Vu , D. D., &amp Nguyen, V. D. H.,
Comparison between two swing-up algorithms: partial feedback linear and
energy based method, Journal of Technical Education Science, vol. 55, pp. 16, 2019.

69