Nguyễn Đình Tứ * , Lê Hoàng Đăng , Trần Chí Cường Nguyễn Chí Ngôn

* Tác giả liên hệ (tu101074@gmail.com)

Abstract

In the control system, the values ​​of the parameters often does not know exactly because of its changes over time or insufficient information. To solve this problem, an adaptive control method based on Radial Basis Function neural network was proposed to control the beam and ball system model. At the same time, We have also the sustainability of the controller was evaluated by changing reference signal, ball’s weight and noise impacts generated by sensor of the model.  The evaluation of sustainbility was performed by simulating the system with MATLAB®/Simulink. The results showed that responsesignal met desired signal under the varying of such parameters. Besides, this research is the fundamental to develop an adaptive control for complex models such as omni-directional three-wheeled robots in the future.
Keywords: Adaptive control, beam and ball system, RBF neural network (RBFNN)

Tóm tắt

Trong các hệ điều khiển, các tham số của hệ thống thường không biết giá trị chính xác vì các tham số này thường bị thay đổi sau một thời gian, hay không đủ thông tin về các thông số đó. Để giải quyết vấn đề này, một phương pháp điều khiển thích nghi dựa trên mạng nơ-ron hàm bán kính cơ sở xuyên tâm được đề xuất để điều khiển mô hình cầu cân bằng. Đồng thời, tính bền vững của bộ điều khiển được đánh giá bằng cách thay đổi về tín hiệu tham chiếu, khối lượng hòn bi và nhiễu do cảm biến sinh ra. Kiểm nghiệm và mô phỏng trên thông qua phần mềm MATLAB®/Simulink cho thấy hệ thống đáp ứng được tính bền vững khi thay đổi các thông số về khối lượng hòn bi, nhiễu tác động do cảm biến sinh ra và tín hiệu tham chiếu. Kết quả mô phỏng cho đáp ứng bám theo tín hiệu mong muốn. Ngoài ra, nghiên cứu còn là cơ sở để phát triển bộ điều khiển thích nghi cho các mô hình phức tạp như robot ba bánh đa hướng trong tương lai.
Từ khóa: Điều khiển thích nghi, mạng nơ-ron RBF, mô hình cầu cân

Article Details

Tài liệu tham khảo

Burl, J., 1999. Linear Optimal Control, 1st Ed., Addison Wesley Longman, Menlo Park, USA.

Jeff Lieberman, 2004. A Robotic Ball Balancing Beam, in: bea.st website.

http://www.bea.st/sight/rbbb/rbbb.pdf (ngày truy cập: 04/2017)J.Liu, 2013. Radial Basis Function (RBF) neural network control for mechanical systems: design, analysis and Matlab simulation: Springer Science & Business Media.

Mohammad Keshmiri, Ali Fellah Jahromi, Abolfazl Mohebbi, Mohammad Hadi Amoozgar and Wen Fang Xie, 2012. Modeling and control of ball and beam system using model based and non-model based control approaches. International Journal on Smart Sensing and Intelligent Systems, Vol.5 ,No. 1,pp. 14-35.

Mohd Fuaad Rahmat, Herman Wahid and Norhaliza Abdul Wahab, 2010. Application of intelligent controller in a balland beam control system, International Journal on Smart Sensing and Intelligent Systems, Vol. 3, No. 1, pp. 45-60.

Patrick Owen McGuirk, 1995. LQR and LQG/LTR Control of a Ball and Beam Apparatus, University of Washington.

The University of Michigan, 1997. Example: Modeling the Ball and Beam Experiment, in: Control Tutorials for MATLAB, accessed on 4/2017. Available from http://www.ece.drexel.edu/ctm/examples/ball/ball.html

Zhong-Hua Pang, 2011. Augmented state estimation and LQR control for a ball and beam system, Industrial Electronics and Applications (ICIEA), 6th IEEE Conference, pp. 21-23.