Hệ thống cân băng Beam and Ball

Abstract

Hệ ball and beam còn gọi là “hệ cân bằng của quả bóng trên thanh”. Hệ thống này được sử dụng như một bài thí nghiệm ở hầu hết các trường đại học kỹ thuật trên thế giới vì nó khá gần gũi với các hệ thống điều khiển thực như việc ổn định cân bằng máy bay theo phương ngang khi hạ cánh dưới tác động nhiễu của các luồng khí. Trong luận văn sẽ xem xét và giải quyết các vấn đề liên qua đến hệ bóng và thanh. Do sự tồn tại của lực ma sát lăn, nên đáp ứng của hệ thống chỉ đạt ở mức tương đối. Hệ Ball and Beam trục lệch đòi hỏi thách thức về điều khiển so với Ball and Beam trục giữa là bản thân hệ thống không ổn định ở vị trí 0 mà phải tính toán trước một lực để ổn định ban đầu cho hệ thống. Hơn nữa do quả banh có xu hướng lăn tự do nên việc cho quả banh cân bằng là rất khó và quả banh lệch khỏi vị trí cân bằng là rất cao. Nếu như cảm biến vị trí dây điện trở không chính xác sẽ làm cho viên bi định vị không đúng vị trí dẩn đến sai số lớn và mất cân bằng. Luận văn này được thực hiện bằng cách dùng cảm biến đo khoảng cách ToF Laser Radar VL53LOX, kết nối với Arduino Mega 256 APK và kết nối hệ thống với phần mềm Matlap/Simulink để cài đặt thuật toán điều khiển. Tiến hành thí nghiệm cân bằng quả bóng vào giữa thanh thì hệ thống cân bằng.