Điều khiển mờ tối ưu toàn diện cho robot cân bằng 2 bánh
Tác giả: Mai Thế Anh, Đặng Thái Sơn, Tạ Hùng Cường, Hồ Sỹ Phương
Tạp chí trí tuệ nhân tạo và tính toán mô phỏng sinh học
Quyển: 14 Trang: 9451-9467
Năm xuất bản: 4/2023
Tóm tắt
Trong trường hợp thiết kế hệ thống điều khiển mờ, việc điều chỉnh và tối ưu hóa bộ điều khiển mờ là những bài toán đầy thách thức. Công trình này đề xuất một hệ thống mờ tối ưu để điều khiển hoạt động của robot di động cân bằng hai bánh (2WBMRs). Hệ thống điều khiển đề xuất được thiết kế với sự kết hợp của ba vòng điều khiển sử dụng ba bộ điều khiển mờ khác nhau. Vòng lặp đầu tiên được sử dụng để điều khiển vị trí, vòng thứ hai để điều khiển cân bằng và vòng điều khiển thứ ba để điều khiển hướng của 2WBMR. Bộ điều khiển mờ đề xuất được thiết kế dựa trên mô hình quan hệ và được tối ưu hóa để đạt được hiệu quả tốt nhất. Bộ điều khiển mờ được thiết kế sử dụng hàm thành viên tối ưu cho các biến ngôn ngữ đầu ra có dạng được xác định bằng phương pháp tối ưu hóa entropy chéo. Các bộ điều khiển mờ được thiết kế được kiểm tra và đánh giá bằng hệ thống thời gian thực sử dụng bộ vi điều khiển STM32F4. Các kết quả phân tích và mô phỏng trong hệ thống thời gian thực cho 2WBMR đã cho thấy tính hiệu quả của quy trình điều khiển được đề xuất. Bộ điều khiển mờ tối ưu có hiệu quả cao trong việc điều khiển chuyển động tịnh tiến và chuyển động quay của vật thể, điều này cũng được thực hiện thành công bằng mô hình phần cứng.
Từ khóa
Optimal control system · Fuzzy controller · Cross-entropy optimization · Balancing mobile robots