“Điều khiển dự báo phi tuyến cho hệ robot tự hành và con lắc ngược”
Kỹ thuật điều khiển – tự động hóa
Luận án tập trung giải quyết vấn đề điều khiển cho các hệ thiếu cơ cấu chấp hành, cụ thể là mô hình hệ nhiều Robot tự hành và mô hình con lắc ngược. Các hệ thống này đóng vai trò quan trọng trong đời sống và công nghiệp nhưng gặp phải nhiều thách thức như ảnh hưởng của nhiễu tác động bên ngoài, thông số bất định, mô hình phi tuyến và ràng buộc tín hiệu điều khiển.
Mục tiêu chính của luận án là xây dựng các bộ điều khiển dự báo mới bám quỹ đạo cho hệ thiếu cơ cấu chấp hành, đảm bảo tính ổn định của hệ kín có xét đến trường hợp có nhiễu và không nhiễu. Luận án đã phát triển bộ điều khiển dự báo dựa trên nguyên lý Min-Max cho con lắc ngược với mô hình phi tuyến chịu ảnh hưởng của nhiễu tác động, đồng thời chứng minh chặt chẽ tính ổn định của hệ thống kín. Đối với Robot tự hành, luận án xây dựng bộ điều khiển bám quỹ đạo mới theo mô hình Master-Slave, đảm bảo tính ổn định ISS trong các trường hợp có nhiễu tác động và ổn định tiệm cận khi không có nhiễu, có xét đến đặc điểm thiếu cơ cấu chấp hành. Các kết quả này được chứng minh chặt chẽ về mặt lý thuyết và mô phỏng.
Phạm vi nghiên cứu của luận án bao gồm thuật toán điều khiển dự báo, giải bài toán tối ưu trực tuyến dựa trên cơ sở bất đẳng thức ma trận, áp dụng cho hệ Robot tự hành và con lắc ngược, có xét tới ảnh hưởng của nhiễu bị chặn. Luận án cũng đưa ra phương pháp luận, xây dựng các bộ điều khiển dự báo mới có khả năng đáp ứng tốt trong điều kiện làm việc phức tạp, được phân tích và chứng minh tính ổn định, kiểm chứng bằng mô phỏng kỹ thuật số. Điều này góp phần bổ sung và làm phong phú thêm các phương pháp điều khiển cho hệ thiếu cơ cấu chấp hành nói chung, đặc biệt là cho hệ robot tự hành bám theo quỹ đạo của Robot chủ.
Tuy nhiên, các kết quả nghiên cứu hiện tại còn dừng lại ở phân tích mô phỏng kỹ thuật số và chưa được kiểm định qua thực tế. Các bộ điều khiển được đề xuất cũng chỉ dừng lại cho hai đối tượng cụ thể là con lắc ngược và Robot tự hành dạng hai bánh chủ động, chưa tổng quát hóa được các hệ thiếu cơ cấu chấp hành nói chung. Những hạn chế này cũng chính là hướng nghiên cứu phát triển luận án trong thời gian tới.