Ứng dụng thuật toán điều khiển trượt PID điều khiển chống lật cho robot vận chuyển người
30 lượt xemDOI:
https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.100.2024.128-138Từ khóa:
Robot vận chuyển người; Điều khiển trượt PID; Điều khiển chống lật.Tóm tắt
Bài báo trình bày thuật toán điều khiển trượt PID được ứng dụng trong điều khiển chống lật cho robot vận chuyển người lên, xuống cầu thang. Robot vận chuyển người di chuyển trên các địa hình phức tạp cần được phân tích và điều khiển chống lật trong quá trình di chuyển nhằm đảm bảo quá trình hoạt động của robot được hiệu quả và mang đến sự an toàn cho người dùng. Quá trình điều khiển chống lật khi robot di chuyển được thực hiện thông qua điều khiển vị trí cơ cấu vận chuyển người bằng cơ cấu chấp hành tuyến tính là xi lanh điện. Thuật toán điều khiển trượt với mặt trượt PID được áp dụng điều khiển đáp ứng của xi lanh điện tuyến tính theo sự thay đổi độ dốc của cầu thang đảm bảo quá trình chống lật cho robot thông qua dịch chuyển trọng tâm người dùng. Kết quả mô phỏng của ứng dụng bộ điều khiển trượt vào điều khiển chống lật cho robot được thực hiện trên phần mềm Matlab/Simulink. Vị trí của cơ cấu chống lật thay đổi tuyến tính theo độ dốc cầu thang, qua đó cho thấy tính hiệu quả của bộ điều khiển trong quá trình điều khiển chống lật cho robot. Qua mô phỏng cho thấy tính hiệu quả của thuật toán đề xuất, điều này giúp cho quá trình thiết kế và chế tạo robot vận chuyển người trở nên hiệu quả hơn.
Tài liệu tham khảo
[1]. Motoki Shino, Nobuyasu Tomokuni, Genki Murata, and Masaya Segawa, "Wheeled Inverted Pendulum Type Robotic Wheelchair with Integrated Control of Seat Slider and Rotary Link between Wheels for Climbing Stairs," in 2014 IEEE Workshop on Advanced Robotics and its Social Impacts (ARSO), Evanston, Illinois, USA, (2014). DOI: https://doi.org/10.1109/ARSO.2014.7020991
[2]. Basilio Dobras Castillo, Yen-Fu Kuo, and Jui-Jen Chou, "Novel Design of a Wheelchair with Stair Climbing Capabilities," Journal of Information and Communication Engineering (JICE), vol. 2, pp. 99-105, (2016).
[3]. Dongxiao Wang, Xueshan Gao, Xingguang Duan, Weimin Zhang, Qiang Huang, Yunhui Liu, "A Fuzzy-Model-Based Gravity Center Adjustment and Inclination Control for Stair-climbing wheelchair," in Proceedings of the 10th, World Congress on Intelligent Control and Automation, china, (2012).
[4]. N.M. Abdul Ghania and M.O. Tokhib, "Simulation and control of multipurpose wheelchair for disabled/elderly mobility," Integrated Computer-Aided Engineering, vol. 23, n. 4, pp. 331-347, (2016). DOI: https://doi.org/10.3233/ICA-160526
[5]. Juanxiu Liu, Yifei Wu, Jian Guo, and Qingwei Chen, "High-Order Sliding Mode-Based Synchronous Control of a Novel Stair-Climbing Wheelchair Robot," Journal of Control Science and Engineering, vol. 2015, (2015). DOI: https://doi.org/10.1155/2015/680809
[6]. Tuan Nghia Nguyen et al. "Robust Neuro-Sliding Mode Multivariable Control Strategy for Powered Wheelchairs," IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering, vol. 19, n. 1, pp. 105-111, (2011). DOI: https://doi.org/10.1109/TNSRE.2010.2069104
[7]. Long Teng et al., "Trajectory-Tracking Sliding-Mode Control of the Autonomous Wheelchair Modeled as a Nonholonomic WMR," in IEEE 14th International Conference on Control and Automation (ICCA), Anchorage, Alaska, USA, (2018).
[8]. M. Khodadadi, M. Shahbazian, M. Aghajani, "Novel Approach in Design of Model-free Fuzzy Sliding Mode Controller to SISO Chemical Processes," Journal of Automation and Control, vol. 3, n. 1, pp. 1- 9, (2015).
[9]. A. H. M. Tolgay KARA, "Adaptive PD-SMC for Nonlinear Robotic Manipulator Tracking Control," Studies in Informatics and Control, vol. 26, no. 1, pp. 49-58, (2017). DOI: https://doi.org/10.24846/v26i1y201706
[10]. Ma So Hien, Pham Thanh Tung, "Design of sliding mode controller with pi sliding surface based on low pass filter the mass spring damper system," Journal of Digital Education Science 65, pp. 69 -74, (2021). DOI: https://doi.org/10.54644/jte.65.2021.143
[11]. Tran Thi Thuy Trang, Pham Thanh Tung, "Roportional integral derivative sliding mode control for an omni-directional mobile robot," TNU Journal of Science and Technology , vol. 227, no. 08, pp. 123-130, (2022).
[12]. Nguyen Quang Hoang, Nguyen Duc Thinh, "Sliding control with PID sliding surface for 5-degree-of-freedom parallel robot used in car driving simulation," in Proceedings of the 1st National Scientific Conference on Dynamics and Control, Da Nang, (2019).
[13]. Yangmin, "Adaptive Sliding Mode Control with perturbation estimation and PID liding surface for tracking of a piezo-driven micromaniulator," vol. 18, no. 4, pp. 798-810, (2010). DOI: https://doi.org/10.1109/TCST.2009.2028878
[14]. N. H. Dung, "PID type sliding surface based sliding mode controller," Can Tho University Journal of Science, 21a 30-36, (2012).
