ISSN: 1859-1531
BAN BIÊN TẬP

Tổng biên tập
GS.TSKH. Bùi Văn Ga

Phó Tổng biên tập
GS.TS. Trần Văn Nam

Trưởng ban biên tập
PGS.TS. Nguyễn Tấn Hưng

Cơ quan Đại học Đà Nẵng
41 Lê Duẩn, TP Đà Nẵng
Trường Đại học Bách khoa
54 Nguyễn Lương Bằng, Quận Liên Chiểu, TP Đà Nẵng
Trường Đại học Kinh tế
71 - Ngũ Hành Sơn - TP. Đà Nẵng
Trường Đại học Sư phạm
459 Tôn Đức Thắng - Liên Chiểu - Đà Nẵng
Trường Đại học Ngoại ngữ
131 Lương Nhữ Hộc, Đà Nẵng
Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật
48 Cao Thắng - Đà Nẵng
Phân hiệu ĐHĐN tại KonTum
129 Phan Đình Phùng, Kon Tum
Khoa công nghệ thông tin và tuyền thông
Hòa Quý - Ngũ Hành Sơn - Đà Nẵng
Khoa Y Dược
Hòa Quý - Ngũ Hành Sơn - Đà Nẵng
Khoa Giáo dục Thể chất
62 Ngô Sỹ Liên, Liên Chiểu, Đà Nẵng
Khoa Quốc tế
41 Lê Duẩn, Đà Nẵng
Viện Nghiên cứu & Đào tạo Việt Anh
158A Lê Lợi
Trung tâm phát triển phần mềm
41 Lê Duẩn, Tp. Đà Nẵng
Trung tâm kiểm định chất lượng giáo dục
41 Lê Duẩn, Tp. Đà Nẵng
Trung tâm ngoại ngữ
131 Lương Nhữ Hộc, Tp Đà Nẵng
Trung tâm nghiên cứu phát triển quản trị và tư vấn doanh nghiệp
71 - Ngũ Hành Sơn - TP. Đà Nẵng
Tổng: 16,077,626
ĐỘNG LỰC HỌC VÀ CÁC ĐẶC TÍNH DAO ĐỘNG CỦA HỆ CON LẮC FURUTA
DYNAMIC MODEL AND VIBRATION CHARACTERISTICS OF THE FURUTA PENDULUM
 Tác giả: Anh, Đức Phạm*, Trần Quang Khải, Đỗ Lê Hưng Toàn, Tôn Nữ Huyền Trang
Đăng tại: Vol. 18, No. 5.1, 2020; Trang: 29-32
Tóm tắt bằng tiếng Việt:
Con lắc Furuta, hay còn được biết đến với cái tên “con lắc quay ngược”, là một hệ chuyển động có hai bậc tự do với các chuyển động đầu vào được tạo ra bởi một động cơ quay. Hệ con lắc này là một mô hình thực nghiệm lý tưởng để thực nghiệm các phương pháp điều khiển cũng như khảo sát đặc tính dao động của một hệ cơ điện hai bậc tự do. Mặc dù là hệ thống điều khiển phổ biến, thực tế hiện nay có rất ít các công bố trình bày hoàn chỉnh và chi tiết hệ động lực học cũng như đặc tính dao động của con lắc này. Do đó, bài báo sẽ đi vào chi tiết cách thiết lập phương trình động lực học của con lắc Furuta dựa trên các phương trình chuyển động Euler-Lagrange. Chương trình mô phỏng điều khiển và đặc tính chuyển động của các khâu trong con lắc Furuta sẽ được xây dựng trong ứng dụng Matlab. Dựa trên các thông số đặc trưng của hệ thống, các đặc tính dao động của hệ con lắc Furuta sẽ được mô tả cụ thể.
Từ khóa: Mô hình động lực học; hệ con lắc Furuta; đặc tính dao động.
Abstract:
Furuta pendulum, also known as “the inverted rotary pendulum” is a 2DOF model for control platform with initial movement created by a rotary motor. This pendulum model is a good platform not only to implement theoretical control methods but also to evaluate the vibration characteristics of a 2DOF mechatronics system. Despite the regularity of this control platform, few papers have used the dynamics model and vibration characteristics of Furuta pendulum in detail. Thus, this paper presents a mathematical model for the movement of Furuta pendulum based on Euler-Lagrange equations. Furthermore, a simulation model for system control and movement features of this pendulum is established in Matlab environment. Based on the identified parameters of the system, all vibration characteristics of Furuta pendulum are clearly illustrated.
Key words: Dynamics model; Furuta pendulum; Vibration characteristics.
Tài liệu tham khảo:
[1] K. Furuta, M. Yamakita, and S. Kobayashi, “Swing-up control of inverted pendulum using pseudo-state feedback”, Journal of Systems and Control Engineering, vol. 206, no. 6, pp. 263–269, 1992.
[2] Y. Xu, M. Iwase, and K. Furuta, “Time optimal swing-up control of single pendulum,” Journal of Dynamic Systems, Measurement and Control, Transactions of the ASME, vol. 123, no. 3, pp. 518–527, 2001.
[3] K. Furuta and M. Iwase, “Swing-up time analysis of pendulum,” Bulletin of the Polish Academy of Sciences: Technical Sciences, vol. 52, no. 3, pp. 153–163, 2004.
[4] M. Iwase, K. J. Åström, K. Furuta, and J. Åkesson, “Analysis of safe manual control by using Furuta pendulum,” in Proceedings of the IEEE International Conference on Control Applications (CCA '06), pp. 568–572, October 2006.
[5] J. Åkesson and K. J. Åström, “Safe manual control of the Furuta pendulum,” in Proceedings of the IEEE International Conference on Control Applications (CCA '01), pp. 890–895, September 2001.
[6] I. Fantoni and R. Lozano, Nonlinear Control of Underactuated Mechanical Systems, Springer, London, UK, 2002.
[7] O. Egeland and T. Gravdahl, Modeling, and Simulation for Automatic Control, Marine Cybernetics, Trondheim, Norway, 2002.
[8] J. Aracil, J.A. Acosta, F. Gordillo, “A nonlinear hybrid controller for swinging-up and stabilizing the Furuta pendulum”, Control engineering practice, Vol. 21. pp. 989-993, 2013.
[9] Cao Xuân Cường, Trần Đình Khôi Quốc, “Điều khiển mô hình con lắc ngược sử dụng bộ điều khiển LQR với hai vòng phản hồi”, Tạp chí khoa học và công nghệ Đại học Đà Nẵng, Số 5 (126), 2018.
[10] Nguyễn Thanh Tân, Báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường: Thiết kế mô hình cân bằng con lắc ngược, Đại học Trà Vinh, 2017.

BAN BIÊN TẬP

Tổng biên tập
GS.TSKH. Bùi Văn Ga

Phó Tổng biên tập
GS.TS. Trần Văn Nam

Trưởng ban biên tập
PGS.TS. Nguyễn Tấn Hưng

Cơ quan Đại học Đà Nẵng
41 Lê Duẩn, TP Đà Nẵng
Trường Đại học Bách khoa
54 Nguyễn Lương Bằng, Quận Liên Chiểu, TP Đà Nẵng
Trường Đại học Kinh tế
71 - Ngũ Hành Sơn - TP. Đà Nẵng
Trường Đại học Sư phạm
459 Tôn Đức Thắng - Liên Chiểu - Đà Nẵng
Trường Đại học Ngoại ngữ
131 Lương Nhữ Hộc, Đà Nẵng
Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật
48 Cao Thắng - Đà Nẵng
Phân hiệu ĐHĐN tại KonTum
129 Phan Đình Phùng, Kon Tum
Khoa công nghệ thông tin và tuyền thông
Hòa Quý - Ngũ Hành Sơn - Đà Nẵng
Khoa Y Dược
Hòa Quý - Ngũ Hành Sơn - Đà Nẵng
Khoa Giáo dục Thể chất
62 Ngô Sỹ Liên, Liên Chiểu, Đà Nẵng
Khoa Quốc tế
41 Lê Duẩn, Đà Nẵng
Viện Nghiên cứu & Đào tạo Việt Anh
158A Lê Lợi
Trung tâm phát triển phần mềm
41 Lê Duẩn, Tp. Đà Nẵng
Trung tâm kiểm định chất lượng giáo dục
41 Lê Duẩn, Tp. Đà Nẵng
Trung tâm ngoại ngữ
131 Lương Nhữ Hộc, Tp Đà Nẵng
Trung tâm nghiên cứu phát triển quản trị và tư vấn doanh nghiệp
71 - Ngũ Hành Sơn - TP. Đà Nẵng
Tổng: 16,077,626