Điều khiển thích nghi cho hệ Omni robot sử dụng giải thuật Pid-Neural :Luận văn thạc sĩ - Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRẦN VĂN THIỆN

ĐIỀU KHIỂN THÍCH NGHI CHO HỆ OMNI

ROBOT SỬ DỤNG GIẢI THUẬT PID-NEURAL

Chuyên ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ

Mã chuyên ngành: 60520203

LUẬN VĂN THẠC SĨ

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2019

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRẦN VĂN THIỆN

ĐIỀU KHIỂN THÍCH NGHI CHO HỆ OMNI

ROBOT SỬ DỤNG GIẢI THUẬT PID-NEURAL

Chuyên ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ

Mã chuyên ngành: 60520203

LUẬN VĂN THẠC SĨ

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2019

Công trình được hoàn thành tại Trường Cao Đẳng Sài Gòn, quận 12, Tp.HCM

Người hướng dẫn khoa học: Tiến Sĩ Mai Thăng Long

Người phản biện 1: ...................................................................................................

Người phản biện 2: ...................................................................................................

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Hội đồng chấm bảo vệ Luận văn thạc sĩ Trường

Đại học Công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh ngày …. tháng .......năm …….

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:

1. ............................................................................... - Chủ tịch Hội đồng

2. ............................................................................... - Phản biện 1

3. ............................................................................... - Phản biện 2

4. ............................................................................... - Ủy viên

5. ............................................................................... - Thư ký

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: Trần Văn Thiện MSHV: 16083561

Ngày, tháng, năm sinh: 10-04-1994 Nơi sinh: Quy Nhơn, Bình Định.

Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử Mã chuyên ngành: 60520203

I. TÊN ĐỀ TÀI:

Điều khiển thích nghi cho hệ Omni robot sử dụng giải thuật PID-Neural.

NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

Nghiên cứu và tìm hiểu bộ điều khiển PID-Neural. Thiết kế bộ điều khiển PID￾Neural, chứng minh tính ổn định của bộ điều khiển được thiết kế bởi định lý ổn

định Lyapunov.

Mô phỏng bộ điều khiển và ứng dụng trên hệ Omni robot sử dụng phần mềm

Matlab. Thực nghiệm để kiểm chứng bộ điều khiển được đề xuất. Phân tích đánh

giá kết quả giữa lý thuyết và thực nghiệm.

II. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: Quyết định số 2057/QĐ-ĐHCN, ngày 02/10/2018

của Trường Đại học Công Nghiệp TPHCM về việc giao đề tài và cử người hướng

dẫn luận văn thạc sĩ.

III. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 02/04/2019

IV. NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: Tiến sĩ Mai Thăng Long

Tp. Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 20 …

NGƯỜI HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO

TRƯỞNG KHOA/VIỆN

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

i

LỜI CẢM ƠN

Đầu tiên tôi xin cảm ơn Chúa đã đồng hành giúp đỡ tôi hoàn thành đề tài này, tôi

cũng gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy TS.Mai Thăng Long, người đã hướng dẫn

nhiệt tình và cung cấp cho tôi nhiều kiến thức mới, định hướng cho tôi trong luận

văn cũng như con đường học tập.

Xin cảm ơn quý thầy cô trong khoa Công Nghệ Điện tử đã nhiệt tình giúp đỡ, cung

cấp các kiến thức cần thiết, thầy TS.Nguyễn Tấn Lũy đã hướng dẫn tôi nhiều kiến

thức thực tế, cho tôi biết được những kinh nghiệm và thầy rất nhiệt tình chỉ bảo khi

tôi cần tư vấn. Đặc biệt phải cảm ơn thầy TS.Nguyễn Ngọc Sơn, lúc gặp bế tắc thầy

luôn động viên, khích lệ, chỉ dẫn những phương hướng để giải quyết vấn đề và thầy

cũng đã chỉ dẫn những thiếu xót mà tôi vấp phải để hoàn thiện hơn về kiến thức.

Cảm ơn Trường SaigonTech đã tạo điều kiện cho tôi làm việc, cảm ơn anh Nguyễn

Đức Tiến đã tạo nhiều điều kiện, cũng như giúp đỡ về nhiều mặt để tôi hoàn thành

hết luận văn.

Đồng thời cũng xin cảm ơn các anh, các bạn trong lớp CHDT6B đã ở bên và giúp

đỡ nhau trong việc học, đặc biệt cảm ơn bạn Nghĩa đã luôn ở cạnh để làm việc

chung, cùng nhau giúp đỡ để hoàn thành tốt việc học, cũng như chia sẻ những vui

buồn trong cuộc sống.

Cảm ơn gia đình đã ủng hộ, là nguồn động viên vô cùng lớn với tôi trong việc học.

Tôi cũng gửi lời cảm ơn đến những người bạn, người em trai đã ở cùng giúp đỡ tôi

trong công việc hàng ngày, giúp đỡ tôi trong lúc khó khăn, để tôi chuyên tâm lo cho

công việc, lo cho việc học.

Xin chân thành cảm ơn tất cả mọi người.

ii

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ

Trong luận văn này trình bày một bộ điều khiển bám thích nghi PID-Neural để kiểm

soát quỹ đạo của robot Omni 3 bánh. Khi robot di chuyển sẽ chịu tác động của một

số thành phần không chắc chắn của mô hình, các nhiễu chưa biết, sự tương tác của

các thông số trong hệ thống robot. Mạng neural được sử dụng ở đây để ước lượng

các thành phần không chắc chắn và các nhiễu chưa biết của hệ thống robot. Bộ điều

khiển bám thích nghi PID-Neural được chứng minh ổn định qua định lý Lyapunov.

Hiệu quả của bộ điều khiển được kiểm chứng bởi mô phỏng và kết quả thực tế.

iii

ABSTRACT

This thesis presents an adaptive tracking PID-Neural controller to control the

trajectory of the Omni three-wheeled robot. When the robot moves, it is affected by

some uncertain components of the model, unknown noise, the interaction of

parameters in the robot system. Neural networks are used here to estimate uncertain

components and unknown noise of the robot system. PID-Neural adaptive grip

controller is proved stable through Lyapunov's theorem. The adaptive tracking PID￾Neural controller is proved stable through Lyapunov's theorem. The efficiency of

the controller is verified by simulation and actual results.

iv

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan rằng đề tài với nội dung “Điều khiển thích nghi cho hệ Omni

robot sử dụng giải thuật PID-NEURAL” là đề tài nghiên cứu của tôi, dưới sự hướng

dẫn của TS. Mai Thăng Long.

Các số liệu, kết quả, mô phỏng trình bày trong báo cáo là hoàn toàn trung thực, có

nguồn trích dẫn cụ thể.

Học viên

Trần Văn Thiện