Chế tạo hệ cầu cân bằng tích hợp bộ bù sai số định vị cho cảm biến siêu âm và hồng ngoại

Abstract

Hệ cầu cân bằng với thanh và bóng thường được dùng để kiểm nghiệm các giải thuật điều khiển. Do tốc độ di chuyển nhanh của bóng trên thanh trượt nên khi cảm biến lấy mẫu vị trí bóng và truyền dữ liệu về đến máy tính, quả bóng đã di chuyển sang vị trí mới, ảnh hưởng đến chất lượng điều khiển. Nghiên cứu này tập trung thiết kế và chế tạo mô hình cầu cân bằng, định vị quả bóng bằng cảm biến siêu âm và hồng ngoại. Hàm bù sai số cảm biến được áp dụng để khắc phục sai số cảm biến và độ trễ do truyền dữ liệu. Module Arduino UNO R3 được sử dụng để truyền tín hiệu điều khiển từ máy tính xuống mô hình để kiểm soát động cơ và nhận tín hiệu vị trí đo được từ cảm biến để phản hồi cho máy tính. Thực nghiệm với bộ điều khiển RBF-PID và cảm biến hồng ngoại cho thấy đáp ứng của hệ có thời gian tăng đạt 1,5 ± 0,3 giây, thời gian xác lập khoảng 6 ± 1 giây, độ vọt lố khoảng 11 ± 2%, và sai số xác lập là không đáng kể.