I. Tính cấp thiết của đề tài
Đề tài nghiên cứu về robot tự hành và con lắc ngược có ý nghĩa quan trọng trong bối cảnh hiện đại. Các hệ thống robot tự hành như robot hai bánh, Omni Robot, và con lắc ngược đóng vai trò thiết yếu trong nhiều lĩnh vực như công nghiệp, nông nghiệp và an ninh quốc phòng. Những ứng dụng này giúp giảm thiểu sự can thiệp của con người trong các nhiệm vụ nguy hiểm, như rà phá bom mìn hay khám phá vũ trụ. Tuy nhiên, việc điều khiển robot tự hành trong môi trường thực tế gặp nhiều thách thức, bao gồm tác động của các yếu tố bên ngoài như thời tiết và địa hình. Nghiên cứu này nhằm cải thiện hệ thống điều khiển cho robot tự hành, đặc biệt là trong việc bám theo quỹ đạo, từ đó nâng cao hiệu quả hoạt động của chúng.
II. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của luận án là robot tự hành dạng hai bánh và con lắc ngược. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào việc phát triển các thuật toán điều khiển dự báo cho hệ thống robot tự hành và con lắc ngược trong các tình huống có nhiều tác động bên ngoài. Luận án sẽ xem xét các phương pháp điều khiển phi tuyến, nhằm đảm bảo tính ổn định và hiệu quả trong việc bám theo quỹ đạo của robot tự hành. Các mô hình toán học sẽ được thiết lập để mô tả hành vi của robot tự hành và con lắc ngược, từ đó phát triển các thuật toán điều khiển phù hợp.
III. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án
Luận án không chỉ đóng góp vào lý thuyết về điều khiển robot tự hành mà còn có giá trị thực tiễn cao. Các phương pháp điều khiển được đề xuất có thể áp dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, từ công nghiệp đến nghiên cứu khoa học. Việc phát triển các bộ điều khiển dự báo cho robot tự hành và con lắc ngược sẽ giúp cải thiện khả năng hoạt động của chúng trong môi trường thực tế, nơi có nhiều yếu tố không chắc chắn. Kết quả nghiên cứu sẽ được kiểm chứng thông qua mô phỏng trên phần mềm Matlab, đảm bảo tính khả thi và hiệu quả của các thuật toán được đề xuất.
IV. Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu của luận án bao gồm phân tích tài liệu khoa học hiện có, xây dựng mô hình toán học cho robot tự hành và con lắc ngược, và phát triển các thuật toán điều khiển dự báo. Các phương pháp điều khiển phi tuyến sẽ được áp dụng để đảm bảo tính ổn định của hệ thống trong các tình huống có nhiều tác động bên ngoài. Nghiên cứu sẽ sử dụng các công cụ mô phỏng như Matlab và các thư viện chuyên dụng để kiểm chứng các kết quả lý thuyết. Qua đó, luận án sẽ cung cấp cái nhìn sâu sắc về việc ứng dụng các phương pháp điều khiển hiện đại trong thực tiễn.
