Điều khiển trượt tầng HCMC và quan sát nhiễu cho hệ thống con lắc ngược đôi trên xe
148 lượt xemDOI:
https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.91.2023.35-44Từ khóa:
Con lắc ngược đôi trên xe; Điều khiển ổn định; Điều khiển trượt tầng; Điều khiển LQR; Bộ quan sát nhiễu.Tóm tắt
Bài báo này trình bày một phương pháp kết hợp bộ điều khiển trượt tầng (Hierarchical sliding mode control - HSMC) và bộ quan sát nhiễu (Disturbance Observer) để điều khiển con lắc ngược đôi trên xe. Bộ điều khiển trượt tầng được sử dụng để điều khiển cân bằng cho các góc của con lắc ngược đôi và vị trí của xe. Trong khi đó, bộ quan sát nhiễu được sử dụng để ước lượng nhiễu tác động lên hệ thống. Kết quả mô phỏng đạt được từ việc kết hợp các phương pháp trên đã mang lại hiệu quả cao trong việc điều khiển con lắc ngược đôi ổn định tại trạng thái cân bằng. Kết quả này đã được chứng minh được sự vượt trội hơn khi so sánh với bộ điều khiển Linear Quadratic Regulator (LQR).
Tài liệu tham khảo
[1]. Tijani, Tunde Mufutau, and Isah Abdulrasheed Jimoh. “Optimal control of the double inverted pendulum on a cart: A comparative study of explicit MPC and LQR.” Applications of Modelling and Simulation 5: 74-87, (2021).
[2]. Habib, Maki K., and Samuel A. Ayankoso. “Modeling and Control of a Double Inverted Pendulum using LQR with Parameter Optimization through GA and PSO.” 2020 21st International Conference on Research and Education in Mechatronics (REM). IEEE, (2020). DOI: https://doi.org/10.1109/REM49740.2020.9313893
[3]. Nejadfard, Atabak, Mohammad Javad Yazdanpanah, and Iraj Hassanzadeh. “Friction compensation of double inverted pendulum on a cart using locally linear neuro-fuzzy model.” Neural Computing and Applications 22: 337-347, (2013). DOI: https://doi.org/10.1007/s00521-011-0686-3
[4]. Magdalena, S. Żurawska, Maksymilian Szumowski, and Teresa Zielińska. “Reconfigurable double inverted pendulum applied to the modelling of human robot motion.” Journal of Automation, Mobile Robotics and Intelligent Systems: 12-20, (2017). DOI: https://doi.org/10.14313/JAMRIS_2-2017/12
[5]. Bogdanov, Alexander. “Optimal control of a double inverted pendulum on a cart.” Oregon Health and Science University, Tech. Rep. CSE-04-006, OGI School of Science and Engineering, Beaverton, OR (2004).
[6]. Cheng, Fuyan, et al. “Fuzzy control of a double-inverted pendulum.” Fuzzy sets and systems 79.3: 315-321, (1996). DOI: https://doi.org/10.1016/0165-0114(95)00156-5
[7]. Yadav, Sandeep Kumar, Sachin Sharma, and Narinder Singh. “Optimal control of double inverted pendulum using LQR controller.” International Journal of Advanced Research in Computer Science and Software Engineering 2.2 (2012).
[8]. Qian, Dianwei, Jianqiang Yi, and Dongbin Zhao. “Hierarchical sliding mode control for a class of SIMO under-actuated systems.” Control and cybernetics 37.1: 159-175, (2008).
[9]. Qian, Dianwei, et al. “Hierarchical sliding mode control for series double inverted pendulums system.” 2006 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems. IEEE, (2006). DOI: https://doi.org/10.1109/IROS.2006.282521
[10]. Liu, Jinkun, et al. “Advanced sliding mode control”. Springer Berlin Heidelberg, pp. 206-217, (2011). DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-642-20907-9_3
