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研究生: 汪志宇
Chih-Yu Wang
論文名稱: 兩輪移動車模糊控制
Fuzzy Control for Two-Wheeled Mobile Robots
指導教授: 呂藝光
Leu, Yih-Guang
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電機工程學系
Department of Electrical Engineering
論文出版年: 2012
畢業學年度: 100
語文別: 中文
論文頁數: 45
中文關鍵詞: 兩輪移動車控制系統模糊控制
英文關鍵詞: Two- wheeled mobile robots, Control system, Fuzzy control
論文種類: 學術論文
相關次數: 點閱:202下載:23
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  • 本論文主要是研究與製作一個兩輪移動車。兩輪移動車之機構分成車身與兩輪部份,在兩輪的左、右各裝有一個DC直流馬達,帶動兩輪移動車。兩輪移動車之控制架構包括由單晶片82g516為控制核心、TLP250光耦合器和H-bridge組成之馬達驅動電路、由三軸加速度計組成之電路測得角度類比信號以及馬達編碼器上之脈波信號所組成之感測電路。
    本論文包含模擬和實驗。模擬方面包含:模糊控制器、LQR控制器和PID控制器之三種控制方法來模擬兩輪移動車之平衡控制器;實驗方面包含:PID控制器定速控制實驗、PID控制器的左右兩輪同步實驗、模糊控制器平衡實驗來驗證所製作兩輪移動車之性能。

    This thesis is to research and produce a two-wheeled mobile robot. There are two parts of the robot, two left, right, each equipped with a DC motor to drive the car of two mobile robot. The architecture for the control is composed of single chip 82g516 for the core controller, optical coupler TLP250, H-bridge motor driver circuit, three-axis accelerometer (to measure the angle on the analog signal) and the motor encoder pulse signal for the sensing circuit.
    This thesis contains the simulation and experiment. Contains the simulation aspects: fuzzy controller, LQR controller and PID controller, three control methods to simulate the balance of the two mobile robot controller. Experiments contain: PID controller constant speed control experiment, the PID controller about two wheel synchronization experiment and the fuzzy controller balanced experiment to verify that produced the performance of the two-wheeled mobile robot.

    中文摘要 i 英文摘要 ii 目  錄 iii 圖 目 錄 vi 表 目 錄 vii 第一章 緒論 1 1.1 研究背景與動機 1 1.2 研究目的 2 1.3 論文架構 3 第二章 兩輪移動車之硬體架構與設計 4 2.1 單晶片82g516馬達控制 5 2.2 鉛酸電池、直流馬達和馬達驅動器 6 2.3 三軸加速度計 9 2.4 兩輪移動車之動態方程式 10 第三章 控制器與模擬 15 3.1 模糊控制器 16 3.1.1 歸屬函數 17 3.1.2 模糊規則庫 17 3.1.3 推論引擎與解模糊化 18 3.2 LQR控制器 18 3.3 PID控制器 19 3.3 模擬結果 21 第四章 實驗與討論 25 4.1 PID車身定速控制 26 4.2 PID兩輪同步 29 4.1 模糊控制器平衡實驗 32 第五章 結論與未來展望 41 5.1 困難之處與解決辦法 41 5.2 未來展望 43 參考文獻 44

    [1] http://unfccc.int/kyoto_protocol/status_of_ratification/items/2613.php
    [2] http://nsidc.org/
    [3] http://www.segway.com/
    [4] http://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%BA%BA%E5%8F%A3
    [5] http://zh.wikipedia.org/wiki/Segway#.E5.AF.A6.E9.9A.9B.E9.81.8B.E7.94.A8
    [6] http://www.ti.com.tw
    [7] http://zh.wikipedia.org/wiki/%E9%8B%B0%E9%9B%A2%E5%AD%90%E9%9B%BB%E6%B1%A0
    [8] T.Blackwell,“Building a Balancing Scooter”,http://tlb.org/scooter.html
    [9] http://www.hitachi.co.jp/rd/research/robotics/emiew2_01.html
    [10] M. Sasaki, N. Yanagihara, O. Matsumoto and K.Komoriya, “Steering Control of the Personal Riding-type Wheeled Mobile Platform (PMP),” Proc. of 2005 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS05), pp.3821-3826, August 2005.
    [11] M. Sasaki, N. Yanagihara, O. Matsumoto and K. Komoriya, “Forward and Backward Motion Control of Personal Riding-typeWheeled Mobile Platform,” International Conference on Robotics & Automation, New Orieans, LA April 2004.
    [12] http://sites.mecheng.adelaide.edu.au/robotics/robotics_projects.php?wpage_id=44&title=31&browsebytitle=1
    [13] http://www.toyota.co.jp/en/news/08/0801_1.html
    [14] http://www.engadget.com/2009/09/24/hondas-u3-x-personal-mobility-device-is-the-segway-of-unicycles/
    [15] 黃正豪,「兩輪自走車之設計與實現-以NIOS為核心之行動控制」,碩士論文,國立中央大學電機所,中壢、台灣,2006。
    [16] 顧耀宏,「自平衡兩輪電動車之設計與控制」,碩士論文,國立中興大學電機工程研究所,台灣,2005。
    [17] 王志凱,「智慧型兩輪車之平台研製與平衡控制」,碩士論文,聖約翰科技大學電機工程研究所,台灣,2009。
    [18] 江東穎,「兩輪式智慧型機器人之設計與實現」,碩士論文,中國文化大學數位機電科技研究所,台灣,2009。
    [19] http://yschen.ee.yzu.edu.tw/Courses/Micro8051Ex/981/MPC82G516_ICE_TOOL_UserManual_V10.pdf
    [20] http://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E7%94%B5%E6%B1%A0
    [21] http://www.aroboto.com/shop/goods.php?id=265
    [22] http://publications.lib.chalmers.se/records/fulltext/99385.pdf
    [23] H. Hagras, “Type-2 FLCs: A new Generation of Fuzzy Controllers”, IEEE Computational Intelligence Magazine, vol. 2, no. 1, pp. 30-43, February 2007.
    [24] Q. Liang and J. M. Mendel, “Interval type-2 fuzzy logic systems: Theory and design, ”IEEE Trans. Fuzzy Syst., vol. 8, no. 5, pp. 535–550, Oct. 2000.
    [25] L. A. Zadeh, "Fuzzy Sets," Information and Control, vol. 8, pp. 338-353, June 1965.
    [26] 鐘宏見,「DNA 演化模糊系統應用於移動機器人控制」,碩士論文,國立台灣師範大學應用電子科技所碩士班,台灣,2008。
    [27] 陳上澍,「以數位信號處理器為基礎之旋轉型雙節倒單擺系統甩上與平衡控制」,碩士論文,國立成功大學工程科學系碩士班,台灣,2006。
    [28] http://zh.wikipedia.org/wiki/PID
    [29] 吳國駿,「PID與狀態回受控制器應用於倒單擺系統之分析比較」,碩士論文,國立高雄應用科技大學電機工程系碩士班,台灣,2007。

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