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

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU VÀ ĐIỀU KHIỂN CÂN BẰNG
HỆ BÓNG ĐĨA SỬ DỤNG PID
SVTH: VÕ ĐÌNH TUẤN
MSSV: 19151195
SVTH: NGUYỄN NGỌC SƠN
MSSV: 19151002
KHÓA: 2019
NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA
GVHD:TS. NGUYỄN VĂN ĐÔNG HẢI

Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng 3 năm 2023

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT
NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

***-Tp. Hồ Chí Minh, ngày

tháng

năm 2023

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Sinh viên thực hiện:
Ngành: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA
Giảng viên hướng dẫn:
Ngày nhận đề tài:
Ngày nộp đề tài:
1. Tên đề tài: Nghiên cứu và điều khiển cân bằng hệ bóng đĩa sử dụng PID
2. Các số liệu, tài liệu ban đầu:
Nội dung thực hiện đề tài: Đối với đề tài thiết kế và điều khiển cân bằng hệ bóng
đĩa bằng PID , nhiệm vụ chính là cần phải dựa vào những kiến thức đã học trong bộ môn
lý thuyết điều khiển tự động hay thực tập hệ thống điều khiển tự động và các môn học
liên quan để có thể thiết kế và vận hành được mô hình cân bằng bóng trên đĩa này. Đồng
thời, nhóm sẽ cần phải chọn ra các thiết bị và tiến hành thi công mô hình thực tế để điều
khiển thông qua phần mềm MATLAB và Arduino.
Dựa vào kiến thức trong bài này, sinh viên có thể từ đó mà mở rộng ra nghiên cứu
thêm về những mô hình khác phức tạp hơn với phương pháp tương tự.
3. Sản phẩm:

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc
*********

PHIẾU CHẤM NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
Họ và tên Sinh viên 1: .................................................... MSSV:.................................
Ngành............................................................................................................................
Họ và tên Sinh viên 2: .................................................... MSSV:.................................
Ngành: ..........................................................................................................................
Tên đề tài: .....................................................................................................................
......................................................................................................................................
Họ và tên Giáo viên hướng dẫn: ...................................................................................
NHẬN XÉT
1. Về nội dung đề tài &amp khối lượng thực hiện:
.............................................
...

...
n echo nhận tín hiệu

// Khai báo cho chân đọc động cơ
pinMode(2, INPUT_PULLUP) // Chan doc encoder B
pinMode(3, INPUT_PULLUP) // Chan doc encoder A
pinMode(11, OUTPUT)

//Chan FWM

pinMode(12, OUTPUT)

// Chan DIR1 ???

//pinMode(26, OUTPUT)

// Chan DIRZ

// tocdo = 0
E = 0
E1 = 0
E2 = 0
Output = 0
xung = 0
LastOutput = 0
khoangcachdat = 9.67
72

//Thong so PID
T = 0.01 // Thoi gian lay mau 10ms
// Kp = 5.94 // dưới 0.1 đc ko chạy được 5 1 6 1
// Kd = 0.45
// Ki = 0.01
Kp = 6.45 // dưới 0.1 đc ko chạy được 5 1 6 1
Kd =0.45
Ki = 0.01
Serial.begin(9600)
attachInterrupt(0, Demxung, FALLING)
Timer1.initialize(10000)
Timer1.attachInterrupt(PID)
}
void loop() {
int i
for (i = 0 i 10 i++)
{
(1)
//Serial.println(tocdo)
// Serial.print(khoangcach_filter)
// Serial.print( )
Serial.print(distance)
Serial.print( )
// Serial.print(tocdo)
// Serial.print( )
Serial.println(goc)
}
// `
// Serial.println(Output)
}
73

void Demxung() {
if (digitalRead(2)== LOW )
xung++
else
xung
}
void PID() {
// Viết chương trình đọc khoảng cách
//Phát xung từ chân trig, có độ rộng là 10ms
// digitalWrite(trig, 0) //Tắt chân trig
// Microseconds(2)
// digitalWrite(trig, 1) //bật chân trig để phát xung
// Microseconds(10) //Xung có độ rộng là 10 microsecond
// digitalWrite(trig, 0)
//Chân echo sẽ nhận xung phản xạ lại
//Và đo độ rộng xung cao ở chân echo
// thoigian = pulseIn(echo, HIGH)
//Tính khoảng cách đến vật thể (Đơn vị đo là cm)
//Tốc độ của âm thanh trong không khí là 340 m/s, tương đương 29,412
microSeconds/cm,
//Do thời gian được tính từ lúc phát tín hiệu tới khi sóng âm phản xạ lại,
//vì vậy phải chia cho 2
// khoangcach = double(thoigian / 2 / 29.412)
// khoangcach_filter = locnhieu.Estimate(khoangcach)
////////////////////////////////////////
// Viết chương trình điều khiển động cơ
tocdo = (xung / 200) * (1 / T) * 60
goc=(360/200)*xung
xung=0
distance = sensor.getDistance()
74

E = distance - khoangcachdat
alpha = 2 * T * Kp + Ki * T * T + 2 * Kd
beta = T * T * Ki - 4 * Kd - 2 * T * Kp
gamma = 2 * Kd
Output = (alpha * E + beta * E1 + gamma * E2 + 2 * T * LastOutput) / (2 * T)
LastOutput = Output
E2 = E1
E1 = E
// Giới hạn xung điều khiển
if (Output = -240)
Output = -240
if (Output = 240)
Output = 240
if(abs(E)5)
Output=0
if (Output 0) {
analogWrite(11, -Output)
digitalWrite(12, LOW)
}
else
{
analogWrite(11, Output)
digitalWrite(12, HIGH)
}
}

75