การพัฒนาและเพิ่มประสิทธิภาพการทรงตัวของหุ่นยนต์จักรยานสองล้อ โดยใช้ระบบการควบคุมพีไอดี

Development and Stability Optimization of a Two-Wheeled Bicycle Robot Using PID Control System

Name: เรวัฒน์ บุญจันทร์

Organization : เทคโนโลยีวิศวกรรมเครื่องกล ศูนย์พลังงานยั่งยืนและวัสดุวิศวกรรม วิทยาลัยเทคโนโลยีอุตสาหกรรม มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ

Name: ศิวพงษ์ กิ่งแก้ว

Organization : เทคโนโลยีวิศวกรรมเครื่องกล ศูนย์พลังงานยั่งยืนและวัสดุวิศวกรรม วิทยาลัยเทคโนโลยีอุตสาหกรรม มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ

Name: อรรถสิทธิ์ วงศ์เจริญ

Organization : เทคโนโลยีวิศวกรรมเครื่องกล ศูนย์พลังงานยั่งยืนและวัสดุวิศวกรรม วิทยาลัยเทคโนโลยีอุตสาหกรรม มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ

keyword: หุ่นยนต์จักรยานสองล้อ ระบบการควบคุมแบบพีไอดี หุ่นยนต์ทรงตัว ตัวกรองคาลมาน

ThaSH: two-wheeled bicycle robot, PID control system, Balancing robot, Kalman filter

Abstract: การศึกษานี้นำเสนอการพัฒนา และปรับแต่งหุ่นยนต์จักรยานสองล้อที่ทรงตัวได้เอง โดยใช้ระบบควบคุมแบบ Proportional-Integral-Derivative--PID โดยมีเป้าหมายในการรักษาความสมดุลและความเสถียรของหุ่นยนต์ ในขณะที่แสดงความยืดหยุ่นต่อสิ่งรบกวน ส่วนสำคัญของงานนี้คือการใช้ตัวกรองคาลมาน (Kalman filter) เพื่อลดสัญญาณรบกวนในสัญญาณเซนเซอร์ที่ได้รับ ซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพและความแม่นยำของหุ่นยนต์ได้อย่างมาก งานนี้ได้ใช้ทฤษฎีของหุ่นยนต์และระบบควบคุม พร้อมการใช้งานจริงและการทดสอบ แนวทางการออกแบบตามแบบจำลองใช้สำหรับจำลองพฤติกรรมของหุ่นยนต์จักรยาน ระบบควบคุม PID จะปรับการเคลื่อนไหวของหุ่นยนต์แบบพลวัต โดยมีเป้าหมายเพื่อรักษาสมดุลแบบเรียลไทม์ นอกจากนี้เมื่อพิจารณาถึงสัญญาณรบกวนที่แท้จริงในการอ่านเซนเซอร์ ซึ่งอาจทำให้ประสิทธิภาพของระบบลดลง ตัวกรองคาลมานจึงถูกรวมเข้าไว้ด้วยกัน เทคนิคการกรองขั้นสูงนี้ประเมินสถานะของระบบอย่างเหมาะสมที่สุดเพื่อกรองสัญญาณรบกวนจากสัญญาณที่ได้รับ ดังนั้นจึงปรับแต่งข้อมูลที่ใช้สำหรับการตัดสินใจควบคุม พารามิเตอร์ของตัวควบคุม PID และตัวกรองคาลมานได้รับการปรับแต่งอย่างมีประสิทธิภาพของระบบที่เหมาะสมที่สุด ผลลัพธ์ที่ได้คือความสำเร็จของหุ่นยนต์จักรยาน การรักษาสมดุลและการนำทางที่มีประสิทธิภาพในพื้นผิวและสภาวะต่าง ๆ การศึกษานี้มีการหาคำตอบที่ครอบคลุมสำหรับความสมดุลในการออกแบบหุ่นยนต์จักรยานสองล้อและลดสัญญาณรบกวนในสัญญาณควบคุม

Abstract: In this study, a two-wheeled, self-balancing bicycle robot that is controlled by a Proportional-Integral-Derivative--PID control system is designed and evaluated. The objective of the project is to create a functioning bicycle robot that is stable and balanced. The primary difficulty in developing such a system is keeping the robot balanced under various operational circumstances and ensuring robustness against disturbances. The study examines the theoretical underpinnings of robotics and control systems, as well as their actual application and assessment. We simulate the behavior of the bicycle robot using a model-based design technique, and we use the PID control system immediately to modify its velocity to maintain it balanced. In order to ensure optimal performance, the PID controller parameters are carefully calibrated. Through simulation studies and physical testing, the effectiveness of the control strategy is confirmed. The results show that the bicycle robot is able to balance itself while controlling across a variety of surfaces and environmental conditions. This concept could have a variety of uses, by proposing an innovative method to self-balance in the development of two-wheeled robots. The study greatly expands the field of autonomous robotics.

มหาวิทยาลัยอีสเทิร์นเอเชีย. สำนักหอสมุดกลาง

Address: ปทุมธานี

Email: libraryservice@eau.ac.th

Created: 2567

Modified: 2567-09-06

Issued: 2567-09-06

บทความ/Article

application/pdf

tha

©copyrights มหาวิทยาลัยอีสเทิร์นเอเชีย

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	B14_Development and Stability Optimization.pdf	5.38 MB

ใช้เวลา

0.164533 วินาที