Self-balancing Vehicle : Ballbot

BALLBOT

Ballbot là một dạng robot di động theo cấu trúc con lắc ngược. Điểm vượt trội của Ballbot so với các loại robot di động khác là có thể di chuyển theo mọi hướng, đồng thời giảm kích thước robot vì chỉ có một điểm tiếp xúc với mặt đất. Kết quả là, ngay cả trong những môi trường làm việc hạn chế, robot vẫn có thể hoạt động tốt.

Cơ cấu truyền động trên robot bao gồm ba bánh xe đa hướng với động cơ bước tiếp xúc với bánh xe cầu hình cầu (bóng), cho phép kiểm soát và giảm ma sát. Từ góc độ điều khiển, ballbot là một robot có mô hình điều khiển thiếu cơ cấu chấp hành, trong đó các tín hiệu điều khiển ít hơn kết quả đầu ra. Bộ điều khiển vừa phải duy trì sự cân bằng của robot trong khi tuân theo quỹ đạo di chuyển xác định, đặc tính này làm việc thiết kế bộ điều khiển trở nên phức tạp hơn.

Để giải quyết bài toán điều khiển trên, các kỹ thuật điều khiển được áp dụng như SMC ( Sliding mode control), Backsteping, HSMC (Hierarchical sliding mode control), PD control, Double loop control,… Đặc biệt, để đảm bảo tính thích nghi của bộ điều khiển trước nhưng sai lệch trong việc đo đạc các thông tin của hệ thống, chúng tôi phát triển bộ điều khiển FoHSMC - RBF (fractional order derivative hierarchical sliding mode control - radial basis function) kết hợp giữa bộ điều khiển HSMC cùng mạng nơ ron và đạo hàm phân số.