MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN …………………………………………………………………………………………………..i
LỜI CẢM ƠN ……………………………………………………………………………………………………… ii
MỤC LỤC ………………………………………………………………………………………………………….. iii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT …………………………………………………………………… vi
DANH MỤC CÁC BẢNG …………………………………………………………………………………..vii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ ………………………………………………………. viii
PHẦN MỞ ĐẦU …………………………………………………………………………………………………..1
1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI………………………………………………………………………………….1
2. LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU ………………………………………………………………………………1
3. MỤC ĐÍCH, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN VĂN …..2
4. TÓM TẮT CÔ ĐỌNG CÁC LUẬN ĐIỂM CƠ BẢN VÀ ĐÓNG GÓP MỚI
CỦA TÁC GIẢ ………………………………………………………………………………………………….2
5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU…………………………………………………………………..2
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ XE SEGWAY VÀ CƠ HỘI PHÁT TRIỂN TẠI
VIỆT NAM……………………………………………………………………………………………………………3
1.1. GIỚI THIỆU VỀ XE SEGWAY …………………………………………………………………3
1.2. TÌNH HÌNH SỬ DỤNG XE SEGWAY TẠI CÁC NƯỚC ………………………….3
1.3. ĐÁNH GIÁ CƠ HỘI PHÁT TRIỂN CỦA XE SEGWAY TẠI VIỆT NAM
CHO NHỮNG MỤC ĐÍCH KHÁC NHAU ……………………………………………………….5
1.4. KẾT LUẬN ………………………………………………………………………………………………..5
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT LIÊN QUAN …………………………………………………6
2.1. MÔ HÌNH XE HAI BÁNH TỰ CÂN BẰNG ……………………………………………..6
2.1.1. Nguyên lý hoạt động ……………………………………………………………………………. 6
2.1.2. Cấu tạo của xe segway …………………………………………………………………………. 6
2.1.3. Đặc điểm của xe segway……………………………………………………………………..12
2.2. MÔ HÌNH CON LẮC NGƯỢC ………………………………………………………………. 13
2.2.1. Tổng quan về con lắc ngược ……………………………………………………………….13
2.2.2. Mô hình toán học của con lắc ngƣợc……………………………………………………13
2.3. CON QUAY HỒI CHUYỂN VÀ CẢM BIẾN GIA TỐC ………………………… 18
2.3.1. Con quay hồi chuyển …………………………………………………………………………..18
2.3.2. Cảm biến gia tốc …………………………………………………………………………………19
2.3.3. Cảm biến con quay hồi chuyển và gia tốc trong MPU6050 MPU-6050
tích hợp 6 trục cảm biến bao gồm: ………………………………………………………………..20
2.4. MÔ ĐUN ARDUINO………………………………………………………………………………. 26
2.4.1. Giới thiệu chung về arduino ………………………………………………………………..26
2.4.2. Giới thiệu về bo Arduino uno ……………………………………………………………..27
2.4.3. Giới thiệu về Arduino Nano ………………………………………………………………..28
2.4.4. Giới thiệu về chip AT mega 328………………………………………………………….29
2.5. BỘ LỌC FILTER ……………………………………………………………………………………. 30
2.6. MẠCH MOSFET ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ …………………………………………… 32
2.6.1.Cơ bản về mạch câu H ………………………………………………………………………..32
2.6.2. Cấu trúc của mạch cầu H …………………………………………………………………….32
2.6.3. Điều khiển tốc tộ-điều xung PWM………………………………………………………33
2.6.4. Phân cực cho MOSFET ………………………………………………………………………34
2.6.5. Tín hiệu phản hồi EMF ……………………………………………………………………….34
2.6.6. Phương trình các công tắc theo hai ngõ vào tốc độ và điều hướng ……….35
2.6.7. Bảo vệ ngắn mạch……………………………………………………………………………….36
2.7. BỘ ĐIỀU KHIỂN PID …………………………………………………………………………….. 36
2.7.1. Giới thiệu về bộ điều khiển PID ………………………………………………………….36
2.7.2. Giải thuật bộ điều khiển PID ……………………………………………………………….37
2.7.3. Thực hiện rời rạc hóa bộ điều khiển PID……………………………………………..39
2.7.4. Phương pháp điều khiển Ziegler-Nichols …………………………………………….40
2.8. KẾT LUẬN CHƢƠNG 2 ………………………………………………………………………… 41
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ THỰC NGHIỆM MÔ HÌNH XE SEGWAY ………………. 42
3.1. PHẦN CỨNG………………………………………………………………………………………….. 42
3.1.1. Sơ đồ khối phần cứng của toàn bộ mô hình …………………………………………42
3.1.2. Thiết kế mạch điều khiển trung tâm và cảm biến …………………………………42
3.1.3. Mạch MOSFET điều khiển động cơ ……………………………………………………43
3.2. PHẦN MỀM ……………………………………………………………………………………………. 45
3.2.1. Lƣu đồ chương trình chính ………………………………………………………………….45
3.2.2. Lƣu đồ đọc dữ liệu từ cảm biến …………………………………………………………..47
3.2.3.Lƣu đồ chương trình ngắt …………………………………………………………………….49
3.2.4. Lƣu đồ chương trình điều khiển PID …………………………………………………..50
3.3. KẾT QUẢ ……………………………………………………………………………………………….. 52
3.3.1. Những kết quả đạt được ………………………………………………………………………52
3.3.2. Những điểm chƣa đạt được …………………………………………………………………53
3.4. KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 ………………………………………………………………………… 54
CHƯƠNG 4 : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ……………………………………………………… 55
4.1. KẾT LUẬN …………………………………………………………………………………………….. 55
4.2. ÐỀ NGHỊ ………………………………………………………………………………………………… 55
TÀI LIỆU THAM KHẢO ………………………………………………………………………………….. 56
PHỤ LỤC