I. Tự động hóa
Tự động hóa là trọng tâm của luận văn, tập trung vào việc thiết kế và triển khai các giải pháp điều khiển tự động cho hệ thống Ball and Beam. Hệ thống này được sử dụng rộng rãi trong phòng thí nghiệm để kiểm chứng các giải thuật điều khiển tuyến tính và phi tuyến. Tự động hóa giúp tối ưu hóa quá trình điều khiển, giảm thiểu sự can thiệp của con người và nâng cao hiệu quả hoạt động của hệ thống.
1.1. Ứng dụng trong hệ thống Ball and Beam
Hệ thống Ball and Beam bao gồm các thành phần như động cơ DC servo, quả bóng, máng trượt và cảm biến vị trí. Tự động hóa được áp dụng để điều khiển vị trí của quả bóng trên máng trượt, đảm bảo sự cân bằng và ổn định. Việc sử dụng các giải thuật điều khiển tự động như LQG giúp hệ thống đạt được độ chính xác cao và khả năng chống nhiễu tốt.
II. Thiết kế bộ điều khiển
Thiết kế bộ điều khiển là một phần quan trọng của luận văn, tập trung vào việc xây dựng các bộ điều khiển tối ưu cho hệ thống Ball and Beam. Các phương pháp điều khiển cổ điển và hiện đại được nghiên cứu và so sánh để tìm ra giải pháp tối ưu nhất. Thiết kế bộ điều khiển đòi hỏi sự kết hợp giữa lý thuyết điều khiển và thực tiễn ứng dụng.
2.1. Phương pháp LQG
LQG (Linear Quadratic Gaussian) là phương pháp điều khiển được lựa chọn làm chủ đạo trong luận văn. Phương pháp này kết hợp giữa bộ điều khiển LQR (Linear Quadratic Regulator) và bộ lọc Kalman, giúp hệ thống đạt được sự ổn định và chống nhiễu hiệu quả. LQG được áp dụng để điều khiển vị trí của quả bóng trên máng trượt, đảm bảo sự cân bằng và ổn định của hệ thống.
III. Bền vững
Bền vững là một yếu tố quan trọng trong thiết kế bộ điều khiển, đảm bảo hệ thống có thể hoạt động ổn định trong các điều kiện khác nhau. Luận văn tập trung vào việc thiết kế các bộ điều khiển có khả năng chống nhiễu và duy trì sự ổn định của hệ thống. Bền vững được đánh giá thông qua các thử nghiệm mô phỏng và thực tế.
3.1. Đánh giá tính bền vững
Tính bền vững của bộ điều khiển LQG được đánh giá thông qua các thử nghiệm mô phỏng và thực tế. Các kết quả cho thấy bộ điều khiển LQG có khả năng chống nhiễu tốt và duy trì sự ổn định của hệ thống trong các điều kiện khác nhau. Điều này khẳng định tính hiệu quả và bền vững của phương pháp điều khiển được đề xuất.
IV. Hệ thống điều khiển
Hệ thống điều khiển là một phần không thể thiếu trong luận văn, bao gồm các thành phần phần cứng và phần mềm được tích hợp để điều khiển hệ thống Ball and Beam. Hệ thống điều khiển được thiết kế để đảm bảo sự hoạt động ổn định và chính xác của hệ thống, đồng thời hỗ trợ các thử nghiệm và nghiên cứu trong tương lai.
4.1. Thành phần hệ thống
Hệ thống điều khiển bao gồm các thành phần như động cơ DC servo, quả bóng, máng trượt và cảm biến vị trí. Các thành phần này được tích hợp với nhau để tạo thành một hệ thống hoàn chỉnh, có khả năng điều khiển tự động và đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật. Hệ thống điều khiển được thiết kế để đảm bảo sự hoạt động ổn định và chính xác của hệ thống Ball and Beam.
V. Kỹ thuật điều khiển
Kỹ thuật điều khiển là một phần quan trọng của luận văn, tập trung vào việc nghiên cứu và áp dụng các phương pháp điều khiển hiện đại cho hệ thống Ball and Beam. Các kỹ thuật điều khiển như LQG, PID, và Sliding Mode Control được nghiên cứu và so sánh để tìm ra giải pháp tối ưu nhất. Kỹ thuật điều khiển đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao hiệu quả và độ chính xác của hệ thống.
5.1. So sánh các kỹ thuật điều khiển
Các kỹ thuật điều khiển như LQG, PID, và Sliding Mode Control được nghiên cứu và so sánh trong luận văn. Kết quả cho thấy LQG là phương pháp điều khiển hiệu quả nhất, đảm bảo sự ổn định và chống nhiễu tốt cho hệ thống Ball and Beam. Các kỹ thuật điều khiển khác cũng được đánh giá để tìm ra ưu điểm và hạn chế của từng phương pháp.
