BỘ GIÁO DỤC &amp ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN
-⸙∆⸙-

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI: ĐIỀU KHIỂN PID MỜ CHO HỆ
BALL IN TUBE
GVHD:

TH.S NGUYỄN PHONG LƯU
TH.S LÊ THỊ THANH HOÀNG

SVTH:

ĐÀO ANH QUÂN

18151108

NGUYỄN HOÀNG THUẬT

20151572

TP. Hồ Chí Minh – 07/2024

BỘ GIÁO DỤC &amp ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN
-⸙∆⸙-

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI: ĐIỀU KHIỂN PID MỜ CHO HỆ
BALL IN TUBE

GVHD:

TH.S NGUYỄN PHONG LƯU
TH.S LÊ THỊ THANH HOÀNG

SVTH:

ĐÀO ANH QUÂN

18151108

NGUYỄN HOÀNG THUẬT

20151572

TP. Hồ Chí Minh – 07/2024

TRƯỜNG ĐH SPKT TP. HỒ CHÍ MINH

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ

ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC

BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN

o0o

Tp. HCM, ngày tháng năm

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên 1:
MSSV:
Chuyên ngành:
Hệ đào tạo:
Khóa:
Lớp:

Đào Anh Quân
18151108
CNKT ĐK và Tự Động Hóa
Đại học chính quy
2018
18151CL2A

Họ và tên sinh viên 2:
MSSV:
Chuyên ngành:
Hệ đào tạo:
Khóa:
Lớp:

Nguyễn Hoàng Thuật
20151572
CNKT ĐK và Tự Động Hóa
Đại học chính quy
2020
20151C

I.
II.

TÊN ĐỀ TÀI: ĐIỀU KHIỂN PID MỜ CHO HỆ BALL IN TUBE
NHIỆM VỤ

1. Các số liệu ban đầu:
− Mô hình có hình dạng hình hộp chữ nhật mở với kích thước: chiều dài 30cm, chiều
rộng 24.5cm, chiều cao 12cm.
− Bộ xử lý trung tâm Arduino Uno kết nối máy tính thông qua cổng USB
− Thiết bị cảm biến siêu âm HC-SR04 dùng để xác định độ cao quả bóng
− Thiết bị khuếch đại tín hiệu điện áp L298N cho động cơ
− Động cơ không chổi than NMB 12VDC để vận hành hệ thống
− Ống trụ kích thước 50mm, chiều cao 50cm
− Quả bóng có đường kính 40mm
2. Nội dung thực hiện:
− Tìm hiểu phương pháp điều khiển PID, Fuzzy
− Nghiên cứu nguyên lý hoạt động của hệ thống để lựa chọn thiết bị, linh kiện phù
hợp
− Thiết kế phần cứng của mô hình
− Xây dựng chương trình điều khiển

i

− Vận hành thử nghiệm, chỉnh sửa và hoàn thiện hệ thống
− Khảo sát, nhận xét và đánh giá mô hình
− Thiết kế GUI (Graphic User Interface) để điều khiển mô hình, giao tiếp giữa máy
tính và Arduino
− Viết báo cáo luận văn
− Báo cáo đề tài tốt nghiệp
III.
IV.
V.

NGÀY GIAO NHIỆM VỤ:
05/03/2024
NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 30/06/2024
HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: ThS. Nguyễn Phong Lưu
ThS. Lê Thị Thanh Hoàng

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN

ii

TRƯỜNG ĐH SPKT TP. HỒ CHÍ MINH

CỘNG HÒA XÃ
...

...
ration = 0
for pop_index = 1:pop_size
K1 = par(pop_index, 1)
K2 = par(pop_index, 2)
K3 = par(pop_index, 3)
K4 = par(pop_index, 4)
K5 = par(pop_index, 5)
K6 = par(pop_index, 6)
% Run the simulation
sim(ballintube2input.mdl)
% Check if e and u are defined and have appropriate lengths
if exist(e, var) &amp&amp exist(u, var) &amp&amp ~isempty(e) &amp&amp ~isempty(u)
J = (e*e) + rho * (u*u)
if length(e) 9500 &amp&amp J Jmin
disp([K1, K2, K3, K4, K5, K6])
fitness(pop_index) = 1 / (J + eps)
else
J = 10^100
fitness(pop_index) = 1 / (J + eps)
end
else
error(Variables e and u are not defined or are empty.)

79
BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN

end
end
[bestfit, bestchrom] = max(fitness)
K10 = par(bestchrom, 1)
K20 = par(bestchrom, 2)
K30 = par(bestchrom, 3)
K40 = par(bestchrom, 4)
K50 = par(bestchrom, 5)
K60 = par(bestchrom, 6)
J0 = 1 / bestfit + 0.001
while ~Terminal
generation = generation + 1
disp([generation # num2str(generation) of maximum
num2str(max_generation)])
pop = Encode_Decimal_Unsigned(par, sig, dec)
parent = _Linear_Ranking(pop, fitness, 0.2, elitism, bestchrom)
child = Cross_Twopoint(parent, cross_prob, elitism, bestchrom)
pop = Mutate_Uniform(child, mutate_prob, elitism, bestchrom)
par = Decode_Decimal_Unsigned(pop, sig, dec)
for pop_index = 1:pop_size
K1 = par(pop_index, 1)
K2 = par(pop_index, 2)
K3 = par(pop_index, 3)
K4 = par(pop_index, 4)
K5 = par(pop_index, 5)
K6 = par(pop_index, 6)
% Run the simulation
sim(ballintube2input.mdl)
% Check if e and u are defined and have appropriate lengths
if exist(e, var) &amp&amp exist(u, var) &amp&amp ~isempty(e) &amp&amp ~isempty(u)
if length(e) 9500
disp([K1, K2, K3, K4, K5, K6])
J = (e*e) + rho * (u*u)
fitness(pop_index) = 1 / (J + eps)
else
J = 10^100
fitness(pop_index) = 1 / (J + eps)
end
else
error(Variables e and u are not defined or are empty.)
end
end
[bestfit(generation), bestchrom] = max(fitness)
if generation == max_generation
Terminal = 1
elseif generation 1
if abs(bestfit(generation) - bestfit(generation - 1)) epsilon
stall_generation = stall_generation + 1
if stall_generation == max_stall_generation
Terminal = 1

80
BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN

end
else
stall_generation = 0
end
end
end
plot(1 ./ bestfit)
K1 = par(bestchrom, 1)
K2 = par(bestchrom, 2)
K3 = par(bestchrom, 3)
K4 = par(bestchrom, 4)
K5 = par(bestchrom, 5)
K6 = par(bestchrom, 6)
J = 1 / bestfit(end)
sim(ballintube2input.mdl)

81
BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN