Đề án Thạc sĩ: Nghiên cứu điều khiển robot di động chịu nhiễu bất định dựa trên học tăng cường

Robot di động ngày càng đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực thực tiễn. Tuy nhiên, việc điều khiển chúng trong môi trường thay đổi liên tục, có vật cản động và chịu nhiều nhiễu bất định (như sai số cảm biến, ma sát không xác định, thay đổi động lực học) là một thách thức lớn. Nghiên cứu này tập trung phát triển một bộ điều khiển tiên tiến cho robot di động nhằm đảm bảo hoạt động ổn định trong các điều kiện phức tạp này.

Nghiên cứu này hướng đến các nhà khoa học, kỹ sư và sinh viên trong lĩnh vực cơ điện tử, tự động hóa và trí tuệ nhân tạo, những người quan tâm đến thiết kế, điều khiển và ứng dụng robot di động trong môi trường phức tạp.

Luận văn này trình bày một nghiên cứu chuyên sâu về thiết kế bộ điều khiển cho robot di động hoạt động hiệu quả trong môi trường chịu nhiễu bất định, bao gồm vật cản động, tải trọng không xác định và thông tin môi trường thiếu hụt. Mục tiêu chính là phát triển một hệ thống điều khiển mạnh mẽ, bao gồm tầng điều khiển vị trí dựa trên học tăng cường và tầng điều khiển chấp hành sử dụng phương pháp điều khiển thời gian định trước thích nghi với mạng nơ-ron xuyên tâm (RBFNN). Nghiên cứu tiến hành mô hình hóa phương trình động học của robot di động dạng vi sai và động lực học của cơ cấu chấp hành. Một bộ điều khiển điều hướng bậc cao được thiết kế dựa trên thuật toán học tăng cường Twin Delayed DDPG (TD3), cho phép robot tự động học cách điều hướng và tránh vật cản trong các kịch bản phức tạp. Đồng thời, một bộ điều khiển cơ cấu chấp hành được phát triển dựa trên phương pháp điều khiển thời gian định trước thích nghi, sử dụng mạng RBF để ước lượng các tham số hệ thống không xác định và đảm bảo hiệu suất ổn định dưới tác động của nhiễu ngoại lực. Các đóng góp chính của đề tài bao gồm việc đề xuất cấu trúc điều khiển hai tầng tích hợp học tăng cường và điều khiển thích nghi, phân tích ổn định của bộ điều khiển bậc thấp bằng tiêu chuẩn Lyapunov, và triển khai mô phỏng chi tiết để kiểm tra tính khả thi cũng như đánh giá hiệu quả của phương pháp đề xuất. Kết quả mô phỏng cho thấy tính ưu việt của bộ điều khiển so với các phương pháp hiện có, khẳng định khả năng hoạt động tin cậy của robot trong các điều kiện thực tế đầy thách thức.