TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Ngành Công nghệ kỹ thuật điều khiển và tự động hóa
ĐỀ TÀI:

ỨNG DỤNG GIẢI THUẬT DI TRUYỀN TỐI ƯU
HÓA CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN
TUYẾN TÍNH CHO HỆ
CON LẮC NGƯỢC QUAY MỘT BẬC

GVHD

PhD. Nguyễn Văn Đông Hải
Nguyễn Ngọc Thiện

MSSV: 18151245

Nguyễn Thanh Tùng

MSSV: 18151258

SVTH

Tp.Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2022

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ
THUẬT TPHCM
KHOA: ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA
VIỆT NAM
ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC
--



NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
1. TÊN ĐỀ TÀI: “Ứng dụng giải thuật di truyền tối ưu hoá các phương pháp điều
khiển tuyến tính cho hệ con lắc ngược quay một bậc”
2. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG
 Nghiên cứu phương pháp điều khiển tối ưu LQR, điều khiển đặt cực và giải thuật
di truyền GA.
 Xây dựng phương trình động lực học của hệ con lắc ngược quay.
 Xây dựng bộ điều khiển LQR, bộ điều khiển phân bố cực và mô phỏng hệ thống
trên phần mềm Matlab Simulink.
 Xây dựng chương trình GA tối ưu hoá phương pháp điều khiển LQR và đặt cực
trên Matlab để tìm ra các thông số phù hợp làm cho hệ thống cân bằng ổn định
tại vị trí mong muốn.
 Xây dựng chương trình vi điều khiển trên phần mềm Arduino IDE, tiến hành thu
thập dữ liệu trên Terminal để vẽ đồ thị.
3. SẢN PHẨM
 Mô hình vật lý của hệ con lắc ngược quay
 Chương trình điều khiển Arduino, chương trình Matlab
 Quyển báo cáo đồ án tốt nghiệp
4. GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: TS. Nguyễn Văn Đông Hải
5. NGÀY GIAO ĐỀ TÀI: Ngày 25 tháng 8 năm 2022
6. NGÀY HOÀN THÀNH ĐỀ TÀI: Ngày 25 tháng 12 năm 2022
TP.HCM, ngày… tháng … năm 2022

TP. HCM, ngày … tháng … năm 2022

Giáo viên hướng dẫn

Chủ nhiệm bộ môn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ
THUẬT TPHCM
KHOA: ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA
VIỆT NAM
ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC
--



PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
Họ tên sinh viên
Ngành
Tên đề tài

Nguyễn Ngọc Thiện

MSSV: 18151245

Nguyễn Thanh Tùng

MSSV: 18151258

Công nghệ Kỹ thuật Điều khiển và Tự động hóa
Ứng dụng giải thuật di truyền tối ưu hóa các phương pháp
điều khiển tuyến tính cho hệ con lắc ngược quay một bậc

Họ tên giảng viên
phản biện
NHẬN XÉT
1. Về nội dung đề tài &amp khối lượng thực hiện:
...........................................................................................................................................
.........................................
...

...

PHỤ LỤC
 Chương trình đọc góc con lắc và góc cánh tay từ encoder
// for encoder 0
//-void doEncoder0A() { // interrupt 0 function
if (digitalRead(encoder0PinA) == HIGH) { // look for a low-to-high on channel A
if (digitalRead(encoder0PinB) == LOW) { // check channel B to see which way
encoder is turning
encoder0Count = encoder0Count + 1
}
else {
encoder0Count = encoder0Count - 1
}
}
else {

// must be a high-to-low edge on channel A

if (digitalRead(encoder0PinB) == HIGH) { // check channel B to see which way
encoder is turning
encoder0Count = encoder0Count + 1
}
else {
encoder0Count = encoder0Count - 1
}
}
angle0 = (-0.003925 * encoder0Count) - 3.141
}

void doEncoder0B() { // interrupt 1 function
if (digitalRead(encoder0PinB) == HIGH) { // look for a low-to-high on channel B
if (digitalRead(encoder0PinA) == HIGH) { // check channel A to see which way
encoder is turning
encoder0Count = encoder0Count + 1
89

PHỤ LỤC
}
else {
encoder0Count = encoder0Count - 1
}
}
else {

// must be a high-to-low edge on on channel B

if (digitalRead(encoder0PinA) == LOW) { // check channel B to see which way
encoder is turning
encoder0Count = encoder0Count + 1
}
else {
encoder0Count = encoder0Count - 1
}
}
angle0 = (-0.003925 * encoder0Count) - 3.141
}

// for encoder 1
//-void doEncoder1A() {
if (digitalRead(encoder1PinA) == HIGH) {
if (digitalRead(encoder1PinB) == LOW) {
encoder1Count = encoder1Count + 1
}
else {
encoder1Count = encoder1Count - 1
}
}
else {
if (digitalRead(encoder1PinB) == HIGH) {
90

PHỤ LỤC
encoder1Count = encoder1Count + 1
}
else {
encoder1Count = encoder1Count - 1
}
}
angle1 = 0.00785 * encoder1Count
}

void doEncoder1B() {
if (digitalRead(encoder1PinB) == HIGH) {
if (digitalRead(encoder1PinA) == HIGH) {
encoder1Count = encoder1Count + 1
}
else {
encoder1Count = encoder1Count - 1
}
}
else {
if (digitalRead(encoder1PinA) == LOW) {
encoder1Count = encoder1Count + 1
}
else {
encoder1Count = encoder1Count - 1
}
}
angle1 = 0.00785 * encoder1Count
}

91

PHỤ LỤC
// estimate velocity
//-ISR(TIMER2_OVF_vect) {
TCNT2 = tcnt2 // reload the timer
t++
if (t == 1) {
angle0_previous = angle0
angle1_previous = angle1
}
else if (t == 10) {
angle0_post = angle0
angle1_post = angle1
}
else if (t == 11) {
velocity0 = (angle0_post - angle0_previous) * 100 // unit: rad/s
velocity1 = (angle1_post - angle1_previous) * 100
t = 0
}
}

92

S

K

L

0

0

2

1

5

4