Điều khiển cân bằng con lắc ngược sử dụng bộ điều khiển cuốn chiếu

Abstract

This paper presents a new technique for designing a real-time stabilization controller in order to balance an inverted pendulum using backstepping method. The performance of the proposed method was compared with that of Linear-Quadratic Regulator method (LQR). The DSP TMS320F28835 microcontroller was used to apply two controllers into the real system. We also developed a graphical user interface (GUI) to supervise and collect data from the real system during running process. Experimental results showed that the response performance of the proposed backstepping controller was much better than that of LQR controller under disturbance and mass change.

Tóm tắt

Bài báo trình bày việc thiết kế bộ điều khiển ô?n đi?nh thơ?i gian thư?c đê? cân bằng con lắc ngược dùng phương pháp cuốn chiếu. Kết quả thực nghiệm cu?a phương pha?p đê? xuâ?t được so sánh với bộ điều khiển hồi tiếp trạng thái LQR để đánh giá chất lượng điều khiển. Để chạy thời gian thực bộ điều khiển vi điều khiển TMS320F28335 thuộc dòng DSP của hãng TI đã được chọn. Một chương trình GUI cũng được phát triển để giúp việc thu thập dữ liệu cũng như quan sát đáp ứng được dễ dàng hơn. Kết quả thực nghiệm cho thấy bộ phương pha?p đê? xuâ?t điê?u khiê?n cân bằng con lắc và ổn định vị trí xe tốt hơn phương pha?p LQR ngay cả khi tác động nhiễu từ bên ngoài hay thay đổi khối lượng con lắc.