ระบบควบคุมระดับของแผ่นรักษาความเสถียร

Abstract

วิทยานิพนธ์นี้นำเสนอการควบคุมแผ่นรักษาความเสถียร โดยระบบควบคุมแบ่งออกเป็นสองส่วน คือ ระบบควบคุมการทำงานแบบพีไอดี (PID - controller) และระบบควบคุมการทำงานแบบฟัซซี ลอจิก (FUZZY Logic - controller)โดยมีการสร้างรูปแบบสมการทางคณิตศาสตร์โดยใช้โปรแกรม MATLAB/Simulink เป็นแบบจำลองการเคลื่อนที่ของแผ่นรักษาความเสถียรในแกน x และแกน y และทดลองทำจริงโดยใช้โมดูลวัดความเร่งในการวัดมุมเอียงของแผ่นรักษาความเสถียร และใช้โปรแกรม MATLAB/Simulink ควบคุมระดับของแผ่นระนาบ การทดลองแบ่งเป็น 2 ส่วน คือการทดลองโดยใช้โปรแกรม MATLAB/Simulink ในการจำลองการทำงาน และการทดลองระบบจริงโดยใช้โปรแกรม MATLAB/Simulink ในการควบคุม โดยการทดลองทั้ง 2 ส่วนจะตั้งค่าระบบควบคุมแบบพีไอดีโดยมีค่าพีที่ 600 และค่าไอที่ 1 ส่วนการตั้งค่าระบบควบคุมแบบ ฟัซซี ลอจิก ได้ทำการปรับค่าช่วงของกราฟอินพุทเป็น [-0.27,0.27] และ [-50,50] และกราฟเอาท์พุทเป็น [-20,20] ผลการทดลองในส่วนการทำแบบจำลองพบว่า ระบบควบคุมแบบ ฟัซซี ลอจิก มีประสิทธิภาพกว่าระบบควบคุมแบบ พีไอดี แต่ระบบควบคุมแบบ พีไอดีมีความแม่นยำมากกว่าระบบควบคุมแบบฟัซซี ลอจิก และ ในส่วนของการทดลองงานจริงพบว่า ระบบควบคุมแบบ ฟัซซี ลอจิก มีการตอบสนองกับคลื่นความถี่รบกวน (Noise) มากเกินไป จนทำให้ระบบเสียสมดุล และลักษณะในการกลับมายังแนวระนาบไม่เป็นดังที่คาดหวังไว้ ขณะที่ระบบควบคุมแบบพีไอดีมีความราบเรียบกว่า และมีการตอบสนองในมุมที่แตกต่างกันในเวลาที่คงที่กว่า

This thesis presents control system for a stabilized plate which is divided into 2 parts; PID controls and FUZZY-logic controls. Arithmetical equations using MATLAB/Simulink to simulate the movement of the plate on x and y axis were applied. Experimental test which the accelerating modules for a bevel angle sensing and MATLAB/Simulink for controlling the plate level were also conducted. The experiment is consisted of two parts: the application of MATLAB/Simulink to simulate stabilized plate and the application of MATLAB/Simulink to experiment the system. For the experiments on both parts, the PID control was setup with P=600 and I= 1. Moreover, the Fuzzy-logic control was setup with the input-graph ranges about [-0.27,0.27] and [-50,50], and the output-graph range about [-20,20] As the resulting simulation, the FUZZY – logic control system is more effective than PID-control system, however, the PID-control system is more accurate. From the experiments, the FUZZY - logic system is sensitive to noise which leads to the instability. Moreover, the returning motion is unsatisfied while the PID control system yields smoother response and the response for the different angles command is more stable.