Thiết kế chế tạo điều khiển PID ghép nối máy tính vi điều khiển PSoC dùng cho động robot di động Nguyễn Ngọc Hải Trường Đại học Công nghệ Luận văn ThS ngành: Kỹ thuật điện tử - viễn thông; Mã số: 60 52 70 Người hướng dẫn: PGS.TS Trần Quang Vinh Năm bảo vệ: 2008 Abstract: Tổng quan kỹ thuật điều khiển, đặc tính, đặc trưng q trình điều khiển, chất lượng trình điều khiển số phương pháp hiệu chỉnh sớm pha, hiệu chỉnh trễ pha, hiệu chỉnh sớm-trễ pha, điều chỉnh P, PI, PD PID Nghiên cứu khảo sát đặc tính động chiều cấu tạo, nguyên tắc hoạt động, công suất điện, mômen điện từ để xây dựng mô hình tốn học động chiều Tìm hiểu sâu điều khiển PID xây dựng lý thuyết điều khiển PID cho động chiều, xác định tác dụng thành phần điều khiển P, I, D lên hệ thống Đồng thời thiết kế giao diện phần mềm MATLAB tìm tham số tối ưu cho hệ thống điều khiển động robot di động thực nghiệm để hình thành hệ điều khiển động với độ xác ổn định cao Keywords: Bộ điều khiển; Kỹ thuật điện tử; Máy tính; Vi điều khiển; Động robot Content MỞ ĐẦU Các ứng dụng robot vào sống khơng điều mẻ Các robot ứng dụng rộng rãi sản xuất công nghiệp, phục vụ cho thám hiểm, y học nhiều lĩnh vực khác Hiện nay, hầu hết hệ thống tự động cơng nghiệp có góp mặt robot mang lại hiệu to lớn với ưu điểm như: cung cấp khả điều khiển xác, hiệu suất cao tạo hệ thống sản xuất ổn định Một nước phát triển ứng dụng robot cơng nghiệp điển hình Nhật Bản Đến cuối năm 1995 có khoảng 387.000 robot cơng nghiệp sử dụng quốc gia có khoảng 80.000 robot cơng nghiệp sử dụng Mỹ thời điểm Bên cạnh robot nghiên cứu chế tạo để ứng dụng công nghiệp, robot di động tự quản trị (hay robot thông minh nhân tạo) mối quan tâm đặc biệt hầu hết phòng nghiệm robot giới khả ứng dụng to lớn hiệu Robot di động tự quản trị robot có khả tự hoạch định đường định vị thông tin (khả tự lập đồ xác định vị trí xác robot) q trình di chuyển mơi trường nhằm thực nhiệm vụ đặt từ trước Với khả robot di động tự quản trị dùng cho nhiệm vụ thám hiểm đại dương, không gian… nơi nguy hiểm, độc hại để thay cho người Một robot di động tự quản trị thường bao gồm: hệ thống cảm biến để thu thập thông tin môi trường xung quanh, điều khiển trung tâm dùng cho việc hoạch định hoạt động robot cấu chấp hành, phận giúp robot di chuyển thao tác môi trường mà hoạt động, cụ thể thường hệ thống mô-tơ, điều khiển trực tiếp từ điều khiển trung tâm Điều khiển chuyển động robot tự quản trị quan trọng định robot có thực chiến lược hoạch định robot nhằm đạt đến mục tiêu hay không, cơng việc điều khiển hoạt động robot điều khiển hệ thống mơtơ tạo chuyển động robot Việc điều khiển chuyển động robot gặp phải nhiều trở ngại như: cấu khí khó chế tạo hồn tồn xác đối xứng, bề mặt mơi trường chuyển động có độ ma sát khác nhau, sai số sinh trình điều khiển… dẫn đến tốc độ mơtơ khó ổn định đồng Những trở ngại vừa nêu làm cho robot di chuyển thẳng quay với độ xác khơng cao khơng đảm bảo tính linh hoạt hiệu robot, cần phải có điều khiển mạnh linh hoạt để có điều khiển mơtơ cách thực ổn định hiệu Với vấn đề vừa đặt chọn đề tài luận văn tốt nghiệp là: “Thiết kế chế tạo điều khiển PID ghép nối máy tính vi điều khiển PSoC dùng cho động robot di động” Luận văn chủ yếu trình bày lý thuyết điều khiển PID, điều khiển PID điều khiển động robot di động có ghép nối với máy tính vi điều khiển PSoC chế tạo số kết khảo sát ứng dụng PID cho điều khiển động robot di động Nội dung luận văn chia làm bốn chương: Chương 1: Tổng quan kỹ thuật điều khiển Chương 2: Động chiều nguyên tắc điều khiển PID cho động chiều Chương 3: Xây dựng điều khiển PID ứng dụng cho điều khiển động robot di động Chương 4: Kết thảo luận References Tiếng Việt Đoàn Hữu Chức (2007), Thiết kế chế tạo điều khiển PID điều khiển mạch điện, tr 3856, Luận văn Thạc sĩ khoa học Công nghệ Điện tử - Viễn thông, Trường Đại học Công nghệ - Đại học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội Lê Vũ Hà (2006), Kỹ thuật điều khiển, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội 3 Nguyễn Phùng Quang (2006), MATLAB & SIMULINK dành cho kỹ sư điều khiển tự động, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Ngô Diên Tập (2004), Đo lường Điều khiển máy tính, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Ngơ Diên Tập (2005), Kỹ thuật ghép nối máy tính, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Trần Quang Vinh, (2007), Cấu trúc máy vi tính, NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội, Hà Nội Trần Quang Vinh, Vũ Tuấn Anh, Phùng Mạnh Dương, Trần Hiếu (2006), “Xây dựng robot di động dẫn đường cảm biến siêu âm cảm biến ảnh toàn phương”, Tuyển tập hội nghị toàn quốc lần thứ Cơ điện tử, tr 153-160 Trần Quang Vinh, Phùng Mạnh Dương, Trần Hiếu (2005), “Giám sát điều khiển robot di động qua mạng LAN vô tuyến INTERNET”, Tạp chí khoa học, tr 85-91 Tiếng Anh Allen J Stubberud, Ivan J Williams, Joseph J DiStefano (1994), Feedback and Control Systems, McGraw-Hill 10 Brian R Hunt, Ronald L Lipsman, Jonathan M Rosenberg, Kevin R Coombes, John E Osborn, Garrett J Stuck (2006), A Guide to MATLAB: For Beginners and Experienced Users, Cambridge University Press 11 Chi-Tsong Chen (2006), Analog and Digital Control System Design: Transfer-Function, State-Space, and Algebraic Methods, Oxford University Press, USA 12 Jan Axelson (1998), Serial Port Complete – Programming and Circuits for RS-232 and RS-485 Links and Networks, Lakeview Research-Pap/Dsk edition, USA 13 Manfred Schleicher, Frank Blasinger (2004), Control Engineering-A Guide for beginners, JUMO GmbH & Co KG Fulda, Germany 14 Patrick Marchand, O Thomas Holland (2003), Graphic and GUIs with MATLAB, Chapman & Hall/CRC  ... lý thuyết điều khiển PID, điều khiển PID điều khiển động robot di động có ghép nối với máy tính vi điều khiển PSoC chế tạo số kết khảo sát ứng dụng PID cho điều khiển động robot di động Nội dung... có điều khiển mơtơ cách thực ổn định hiệu Với vấn đề vừa đặt chọn đề tài luận văn tốt nghiệp là: Thiết kế chế tạo điều khiển PID ghép nối máy tính vi điều khiển PSoC dùng cho động robot di động ... Tổng quan kỹ thuật điều khiển Chương 2: Động chiều nguyên tắc điều khiển PID cho động chiều Chương 3: Xây dựng điều khiển PID ứng dụng cho điều khiển động robot di động Chương 4: Kết thảo luận References