Áp dụng giải thuật di truyền hỗ trợ tốỉ ưu hóa cho bộ điêu khiển LQR đối với hệ bóng thanh: Mô phỏng và Thực nghiệm Application of Using Genetic Algorithm in Supporting LQR Control Optimization for Ball and Beam: simulation and Experiment

Tóm tắt

This paper aims at studying algorithms on Ball and Beam with middle axis - a classical SIMO system. In this research, we applied GA to finding linear control parameters which are close to those suitable to the subject. In simulation, GA showed the revolution through generations, LQR controller which was not optimized was also examined to find best control parameters. Because of the uncertainty of system parameters, values of control matrix were calibrated more to get better values. Linear controller which was calibrated after GA optimization proved its outstanding ability over normal LQR controller. Our result is a confirmation of suitability of using searching algorithms in controller optimization.

Trong bài báo này, nhóm tác giả nghiên cứu giải thuật trên đối tượng bóng thanh trục giữa (BTTG) - một hệ thống một vào - nhiều ra (single input - multi output - SIMO) kỉnh điển. Trong nghiên cứu này, chúng tôi áp dụng giải thuật dì truyền (genetic algorithm - GA) để hỗ trợ tìm một bộ thông số điều khiển tuyến tỉnh sát với thông số điều khiển phù hợp với đoi tượng. Ở mô phỏng, GA cho thấy sự tiến hóa tốt dần qua các thế hệ, BĐK LQR không được toi ưu bởi GA cũng được thử nghiệm để tìm ra bộ thông sổ tốt nhất. Do có sự không chỉnh xác hoàn toàn của thông số chính xác của mô hình, giá trị ma trận điều khiển cần được hiệu chỉnh thêm để đạt được giá trị toi ưu nhất. BĐK tuyến tỉnh được phát triển và hiệu chỉnh thêm từ BĐKLQR thông qua GA đã chứng minh khả năng vượt trội của mình so với BĐK LQR. Ket quả nghiên cứu là một xác nhận của việc áp dụng giải thuật tìm kiếm để toi ưu hóa BĐK.