Ứng dụng giải thuật Backstepping điều khiển ổn định hệ thống Pendubot: Mô phỏng và thực nghiệm

Tóm tắt

Trong bài báo này, giải thuật điều khiển phi tuyến backstepping có tên tiếng Việt là bộ điều khiển cuốn chiếu được đề xuất để điều khiển hệ thống phi tuyến Pendubot. Pendubot là hệ thống cánh tay robot thiếu dẫn động hai bậc tự do (2-DOF underactuated system) với một ngõ và nhiều ngõ ra (single input – multiple outputs), có độ phi tuyến cao và mô hình cơ khí không phức tạp. Trong nghiên cứu này, nhóm tác giả đề xuất giải thuật điều backstepping để điều khiển hệ Pendubot tại vị trí TOP bằng mô phỏng và thực nghiệm. Ngoài ra, việc phân tích ổn định cho toàn hệ thống bằng phương pháp Lyapunov cũng được trình bày chi tiết trong bài viết này. Sau khi hoàn tất việc xây dựng bộ điều khiển (BĐK) và phân tích ổn định, các kết quả mô phỏng bằng phần mềm MATLAB/Simulink và thực nghiệm trên hệ thống thực được nhóm tác giả trình bày để đánh giá chất lượng BĐK. Kết quả khi ứng dụng BĐK vào mô phỏng và hệ thống thực nghiệm cho thấy sự ổn định trong quá trình Pendubot hoạt động với nhiều tác vụ khác nhau bao gồm ổn định tại vị trí cân bằng và bám quỹ đạo cho trước.