การสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์เพื่อการควบคุมแผ่นรักษาความสมดุล
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
แผ่นรักษาความสมดุลเป็นอุปกรณ์ที่คิดขึ้นเพื่อจะนำไปประยุกต์ใช้ในงานต่าง ๆ ในงานที่ต้องการความปลอดภัยสูง เช่น อุปกรณ์ขนย้ายทั้งสิ่งที่เปราะบางและแตกหักง่าย หรือผู้ป่วยในโรงพยาบาลต้องการรักษาระดับให้คงที่อยู่เสมอ เพื่อป้องกันความเสียหายหรืออันตรายที่อาจจะเกิดขึ้น งานวิจัยนี้จึงนำเสนอการออกแบบตัวควบคุมแผ่นรักษาความสมดุล โดยใช้ระบบควบคุมแบบกำลังสองเชิงเส้น (linear quadratic regulator: LQR) โดยเริ่มจากการสร้างสมการแบบจำลองทางคณิตศาสตร์โดยการใช้สมการลากรางจ์เข้ามาช่วยในการคำนวณ จากนั้นใช้โปรแกรม MATLAB/Simulink สร้างแบบจำลองการเคลื่อนที่ของแผ่นรักษาความสมดุล แล้วจึงทำการทดลองสร้างจริงโดยใช้โมดูลวัดความเร่งในการวัดมุมเอียงของแผ่นรักษาความสมดุล และใช้โปรแกรม MATLAB/Simulink ควบคุมระดับของแผ่นรักษาความสมดุลให้ได้ระนาบ โดยจากการจำลองการทำงานโดยใช้โปรแกรม MATLAB/Simulink ควบคุมระบบที่ออกแบบไว้แล้วพบว่า ระยะเวลาการเข้าสู่แนวระนาบซึ่งเป็นสภาวะที่สมดุลของระบบใช้เวลาประมาณ 1 วินาที ในส่วนของผลการทดลองจริงพบว่า ระบบที่ควบคุมที่ออกแบบสามารถควบคุมแผ่นรักษาความสมดุลให้รักษาความสมดุลให้ได้ระนาบได้เมื่อแผ่นรักษาความสมดุลมีการเอียงเกิดขึ้น ภายในระยะเวลาประมาณ 2 วินาที
Article Details
อนุญาตภายใต้เงื่อนไข Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
ต้นฉบับที่ได้รับการตีพิมพ์ถือเป็นสิทธิของเจ้าของต้นฉบับและของวารสารวิชาการ มทร.สุวรรณภูมิ เนื้อหาบทความในวารสารเป็นแนวคิดของผู้แต่ง มิใช่เป็นความคิดเห็นของคณะกรรมการการจัดทำวารสาร และมิใช่ความรับผิดชอบของมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลสุวรรณภูมิ
เอกสารอ้างอิง
Chanhom, P. (2021). Modeling and simulation of energy storage system with multiple energy storage devices using energy management at DC-bus. RMUTSB Academic Journal, 9(1), 52-68. (in Thai)
Evanko, D., Dorrset, A., & Chu, C. (2005). Ball on beam system with embradded controller. Retrieved 5 December 2011, from: http://www.rp.feri.uni-mb.si/predmeti/skup_sem/projek1/shandor.pdf
Hollis, R. L., Lawer, T. B., & Kantor, G. A. (2006). A Dynamically stable single-wheel mobile robot with inverse mouse-ball drive. IEEE Int’1. Conference on Robotics and Automation (pp. 2884-2889). Orlando: Institute of Electrical and Electronics Engineers.
Ismaal, H. A. (2007). Ball and beam ELK 5320 neuro FUZZY system (Master’s thesis). Karadiniz technical university, Trabzon.
Kheowree, T. (2018). Altitude control of an adaptive controller combine with Kalman filter for a mini-quadrotor aircraft. RMUTSB Academic Journal, 6(2), 148-156. (in Thai)
Sangveraphunsiri, V. (2005). Control of dynamics systems. Bangkok: Chulalongkorn University Press. (in Thai)
Wamjohi, W., & Cheever, E. (2005). Ball and beam control theory demonstrater (Master’s thesis). Swartmore college, Pennsylvania.
Wellstead, P. (2009). Ball and beam 1-besic. Retrieved 10 November 2011, from: http://www.control-system-principle.co.uk/download.htm
