Tóm tắt Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu chế tạo mô hình hệ thống cân bằng bóng - đĩa

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

LÊ VĂN THƢỞNG

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO
MÔ HÌNH HỆ THỐNG CÂN BẰNG BÓNG - ĐĨA

Chuyên ngành: Kỹ thuật điều khiển và Tự động hóa
Mã số: 60.52.02.16

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Đà Nẵng - Năm 2017

Công trình đã được nghiên cứu tại
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

Người hướng dẫn khoa học: TS. NGUYỄN QUỐC ĐỊNH

Phản biện 1: TS. TRẦN ĐÌNH KHÔI QUỐC

Phản biện 2: TS. NGUYỄN VĂN SUM

Luận văn được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp
thạc sĩ kỹ thuật họp tại Đại học Đà Nẵng vào ngày 06 tháng 05 năm
2017

Có thể tìm hiểu luận văn tại:
- Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng

1

MỞ ĐẦU
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Hệ thống cân bằng được ứng dụng rất nhiều trong kỹ thuật và
đời sống hằng ngày của chúng ta. Do đó hệ thống cân bằng được
nghiên cứu liên tục từ hệ thống đơn giản đến phức tạp (từ hệ thống
con lắc ngược, vật nâng trong từ trường, máy bay không người lái,
xe hai bánh tự cân bằng, đến cân bằng một tòa nhà để chống động
đất ở Nhật Bản, …).
Xuất phát từ ý tưởng hệ thống cân bằng bóng trên thanh (cân
bằng bóng trên 1 trục ngang), hệ thống cân bằng bóng trên đĩa được
phát triển nhằm cân bằng bóng trên một mặt phẳng cố định. Hệ cân
bằng bóng trên đĩa được xem như một công cụ nghiên cứu trong các
ứng dụng khoa học và trong học tập. Vì vậy mô hình cần phải được
hình thành và từ đó nghiên cứu ứng dụng luật điều khiển cho phù
hợp mô hình.
2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU
- Tìm hiểu về các phương pháp điều khiển cân bằng;
- Tìm hiểu về lý thuyết điều khiển trượt;
- Nghiên cứu kết hợp lý thuyết điều khiển trượt điều khiển cân
bằng bóng trên đĩa;
- Đưa luật điều khiển vào mô hình mô phỏng trên phần mềm
Matlab trước khi ứng dụng vào mô hình thực.
- Chế tạo mô hình thực và nhúng giải thuật điều khiển vào mô
hình thực.
- Kiểm tra đánh giá sai số giữa mô phỏng và thực tế.
3. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Đối tượng nghiên cứu:

2

- Bộ điều khiển cân bằng bóng trên đĩa.
Phạm vi nghiên cứu:
- Xây dựng mô hình toán học cho hệ thống bóng trên đĩa ;
- Điều khiển cân bằng hệ thống bằng bộ điều khiển trượt;
- Mô phỏng hệ thống bằng phần mềm Matlab.
4. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Nghiên cứu lý thuyết:
- Nghiên cứu xây dựng mô hình toán học cân bằng bóng trên
đĩa;
- Nghiên cứu điều khiển trượt để điều khiển cân bằng bóng
trên đĩa.
Phương pháp thực nghiệm:
- Sử dụng phần mềm Matlab/ Simulink làm công cụ xây dựng
mô hình và mô phỏng hệ thống.
- Thiết kế chế tạo mô hình thực và nhúng các luật điều khiển
vào mô hình thực.
5. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
- Hệ thống cân bằng bóng trên đĩa là cơ sở để tạo ra các hệ
thống tự cân bằng như: xe hai bánh tự cân bằng, tháp vô tuyến, giàn
khoan, công trình biển…
- Khi lý thuyết về các bộ điều khiển hiện đại ngày càng hoàn
thiện hơn thì hệ thống cân bằng bóng trên đĩa được phát triển nhằm
cân bằng bóng trên một mặt phẳng cố định. Hệ cân bằng bóng trên
đĩa được xem như một công cụ nghiên cứu trong các ứng dụng khoa
học và trong học tập.
6. CẤU TRÚC LUẬN VĂN
Cấu trúc của luận văn gồm 4 chương:
Chương 1: Giới thiệu tổng quan

3

Chương 2: Xây dựng phương trình trạng thái cho hệ thống
bóng - đĩa.
Chương 3: Thiết kế bộ điều khiển cho hệ thống bóng trên đĩa.
Chương 4: Xây dựng mô hình thực và thiết kế hệ thống nhúng
Kết luận và hướng phát triển đề tài.