Nghiên cứu phát triển một số thuật toán điều khiển rô bốt di động có tính đến ảnh hưởng của trượt bánh xe

1 
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC 
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM 
HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ 
----------------------------- 
Nguyễn Văn Tính 
NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN MỘT SỐ THUẬT TOÁN 
ĐIỀU KHIỂN RÔ BỐT DI ĐỘNG CÓ TÍNH ĐẾN ẢNH 
HƯỞNG CỦA TRƯỢT BÁNH XE 
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA 
Hà Nội – 2018 
2 
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC 
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM 
HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ 
----------------------------- 
Nguyễn Văn Tính 
NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN MỘT SỐ THUẬT TOÁN 
ĐIỀU KHIỂN RÔ BỐT DI ĐỘNG CÓ TÍNH ĐẾN ẢNH 
HƯỞNG CỦA TRƯỢT BÁNH XE 
 Chuyên ngành: Kỹ thuật điều khiển và tự động hóa 
 Mã số: 9.52.02.16 
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA 
 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 
 1. TS. Phạm Minh Tuấn 
Hà Nội – 2018 
3 
LỜI CAM ĐOAN 
Tôi xin cam đoan rằng đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các kết quả 
được viết chung với các tác giả khác đều được sự đồng ý của họ trước khi đưa vào 
luận án. Các kết quả trong luận án là trung thực và chưa từng công bố trong bất kỳ 
công trình nào khác. 
Tác giả luận án 
 Nguyễn Văn Tính 
4 
LỜI CẢM ƠN 
Trước tiên, Tôi không biết nói gì hơn ngoài việc bày tỏ lòng ngưỡng mộ, kính 
trọng và biết ơn sâu sắc tới PGS.TSKH. Phạm Thượng Cát và TS. Phạm Minh Tuấn, 
hai người Thầy đáng kính đã dìu dắt, định hướng, tận tình hướng dẫn, truyền cảm 
hứng, và thắp sáng đam mê nghiên cứu khoa học để tôi vượt qua rất nhiều gian nan 
thử thách trên con đường chinh phục khoa học hàn lâm để hôm nay Tôi có thể hoàn 
thành luận án đúng tiến độ và chất lượng theo quy định của Bộ Giáo dục và Đào tạo. 
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Ban Lãnh đạo Học viện Khoa học và 
Công nghệ, Viện Công nghệ thông tin - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt 
Nam, Phòng Công nghệ tự động hóa đã tạo điều kiện thuận lợi cho Tôi trong quá 
trình học tập và nghiên cứu khoa học hàn lâm của Tôi. 
Tôi xin cảm ơn các cán bộ đồng nghiệp Phòng Công nghệ Tự động hóa - Viện 
Công nghệ thông tin. Đặc biệt, Tôi muốn gửi lời tri ân để bày tỏ lòng ngưỡng mộ và 
kính trọng sâu sắc tới PGS.TS. Thái Quang Vinh, một Cán bộ đồng nghiệp bậc tiền 
bối rất bao dung và đáng kính đã luôn động viên Tôi trong những lúc gian nan sóng 
gió để Tôi luôn vững tâm và kiên định trên con đường nghiên cứu khoa học hàn lâm, 
tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất để Tôi có thể tập trung nghiên cứu khoa học và học 
tập tiếp thu kiến thức hàn lâm trong quá trình làm nghiên cứu sinh tiến sĩ. 
Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn đến gia đình, người thân, các bạn đồng 
nghiệp - những người luôn dành cho tôi những tình cảm nồng ấm, luôn động viên và 
sẻ chia những lúc khó khăn trong cuộc sống và tạo điều kiện tốt nhất để tôi có thể 
hoàn thành quá trình nghiên cứu tiến sĩ. 
Hà Nội, ngày 24 tháng 10 năm 2018 
Tác giả luận án 
Nguyễn Văn Tính 
5 
MỤC LỤC 
DANH MỤC CÁC BẢNG .......................................................................................... 7 
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ..................................................................... 8 
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU................................................................................... 10 
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ....................................................................... 12 
MỞ ĐẦU ................................................................................................................... 13 
Tính cấp thiết của đề tài ......................................................................................... 13 
Các vấn đề nghiên cứu của luận án........................................................................ 13 
Đối tượng nghiên cứu ............................................................................................ 14 
Mục đích nghiên cứu ............................................................................................. 14 
Phương pháp nghiên cứu ....................................................................................... 14 
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ............................................................... 14 
Bố cục của luận án ................................................................................................. 15 
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VÀ MÔ HÌNH TOÁN HỌC ...................................... 16 
1.1. Đặt vấn đề .................................................................................................... 16 
1.2. Tình hình nghiên cứu trong nước ................................................................ 18 
1.3. Tình hình nghiên cứu ngoài nước ................................................................ 19 
1.4. Mô hình động học ........................................................................................ 21 
1.5. Mô hình động lực học .................................................................................. 23 
1.6. Kết luận Chương 1 ....................................................................................... 26 
CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ LUẬT ĐIỀU KHIỂN BÁM THÍCH NGHI DỰA TRÊN 
MẠNG NƠ RON BA LỚP ....................................................................................... 28 
2.1. Đặt vấn đề .................................................................................................... 28 
2.2. Cấu trúc mạng nơ ron ba lớp ....................................................................... 29 
2.3. Phát biểu bài toán ........................................................................................ 30 
2.4. Mô tả biến đầu ra và FTE ............................................................................ 31 
2.5. Cấu trúc bộ điều khiển ................................................................................. 33 
2.7. Kết quả mô phỏng ........................................................................................ 38 
2.8. Kết luận Chương 2 ....................................................................................... 41 
6 
CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ LUẬT ĐIỀU KHIỂN BACKSTEPPING DỰA TRÊN 
MẠNG SÓNG GAUSSIAN ..................................................................................... 43 
3.1. Đặt vấn đề .................................................................................................... 43 
3.2. Mô tả cấu trúc của mạng sóng Gaussian ..................................................... 45 
3.3. Thiết kế luật điều khiển động học ............................................................... 46 
3.4. Thiết kế luật điều khiển động lực học ......................................................... 47 
3.5. Phân tích tính ổn định .................................................................................. 50 
3.6. Kết quả mô phỏng ........................................................................................ 55 
3.7. Kết luận chương 3 ....................................................................................... 59 
CHƯƠNG 4. THIẾT KẾ LUẬT ĐIỀU KHIỂN THÍCH NGHI BACKSTEPPING 
HỘI TỤ HỮU HẠN Ở CẤP ĐỘ ĐỘNG LỰC HỌC ............................................... 60 
4.1. Đặt vấn đề .................................................................................................... 60 
4.2. Mô tả cấu trúc của RBFNN ......................................................................... 62 
4.3. Thiết kế luật điều khiển động học ............................................................... 64 
4.4. Thiết kế luật điều khiển động lực học ......................................................... 65 
4.5. Phân tích tính ổn định .................................................................................. 67 
4.6. Kết quả mô phỏng ........................................................................................ 72 
4.7. Kết luận Chương 4 ....................................................................................... 77 
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ................................................................................... 79 
Những nội dung nghiên cứu chính của luận án ..................................................... 79 
Những đóng góp của luận án ................................................................................. 79 
Định hướng nghiên cứu phát triển ......................................................................... 80 
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ................................................. 81 
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 82 
PHỤ LỤC. SƠ ĐỒ KHỐI MATLAB/SIMULINK CỦA CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU 
KHIỂN VÒNG KÍN .................................................................................................. 87 
7 
DANH MỤC CÁC BẢNG 
Bảng 2.1. Các tham số của rô bốt di động [21]. ....................................................... 39 
Bảng 2.2. So sánh các điểm khác biệt giữa hai phương pháp điều khiển ................ 42 
8 
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ 
Hình 1.1. Mối liên hệ giữa các bài toán nghiên cứu trong lĩnh vực rô bốt di động. 17 
Hình 1.2. Mô tả góc trượt trên xe tự hành kiểu 4 bánh bị trượt bánh xe. ................. 20 
Hình 1.3. Một rô bốt di động và hiện tượng trượt bánh xe. .................................... 21 
Hình 2.1. Cấu trúc của mạng nơ ron 3 lớp. .............................................................. 28 
Hình 2.2. Tọa độ của mục tiêu trong hệ tọa độ gắn thân rô bốt M-XY. .................. 30 
Hình 2.3. Sơ đồ khối của toàn bộ hệ thống điều khiển vòng kín. ............................ 32 
Hình 2.4. Đồ thị của các tốc độ trượt theo thời gian. ............................................... 38 
Hình 2.5. So sánh hiệu năng bám giữa hai phương pháp trong Ví dụ 4.1. .............. 40 
Hình 2.6. So sánh các sai lệch bám vị trí trong Ví dụ 4.1. ....................................... 40 
Hình 2.7. Các mô men quay trong Ví dụ 4.1 giữa hai phương pháp điều khiển. ..... 41 
Hình 3.1. Sơ đồ khối của phương pháp điều khiển trong chương 3........................ 44 
Hình 3.2. Cấu trúc của mạng sóng Gaussian – GWN. ............................................. 44 
Hình 3.3. So sánh các quỹ đạo trong ví dụ 3.1. ........................................................ 56 
Hình 3.4. So sánh các sai lệch bám vị trí e1,2 trong Ví dụ 3.1 giữa hai phương pháp 
điều khiển trong Chương 2 và Chương 3. ................................................................. 57 
Hình 3.5. So sánh mô men quay giữa hai phương pháp điều khiển. ........................ 58 
Hình 3.6. Đánh giá hiệu quả của biện pháp xử lý chattering ở cả hai bánh xe. ....... 58 
Hình 4.1. Khả năng đáp ứng của động cơ đối với đầu ra của bộ điều khiển. .......... 60 
Hình 4.2. Sơ đồ khối của phương pháp điều khiển trong Chương 4. ...................... 63 
Hình 4.3. Cấu trúc mạng nơ ron RBFNN. ................................................................ 63 
Hình 4.4. So sánh hiệu năng bám quỹ đạo giữa phương pháp điều khiển mới này 
với phương pháp điều khiển ở Chương 3. ................................................................. 73 
Hình 4.5. So sánh sai lệch vị trí giữa 2 phương pháp điều khiển. ............................ 75 
Hình 4.6. so sánh sai lệch bám vận tốc góc ở bánh PHẢI và bánh TRÁI giữa hai 
phương pháp điều khiển. ........................................................................................... 76 
Hình 4.7. So sánh các mô men quay của hai phương pháp điều khiển. ................... 77 
Hình P.1. Sơ đồ khối Matlab/Simulink mô tả mô hình của rô bốt di động.............. 87 
Hình P.2. Sơ đồ khối mô tả mô hình động lực học của rô bốt di động. ................... 87 
Hình P.3. Sơ đồ khối mô tả mô hình động học của rô bốt di động. ......................... 88 
Hình P.4. Sơ đồ khối Matlab/Simulink của luật điều khiển ở Chương 2, 3, 4. ....... 88 
Hình P.5. Sơ đồ khối của bộ điều khiển trong Chương 2. ....................................... 89 
9 
Hình P.6. Sơ đồ khối của mạng nơ ron 3 lớp (với tên nhãn neural network) trong 
Chương 2. .................................................................................................................. 89 
Hình P.7. Sơ đồ khối bộ điều khiển kiểu backstepping ở các Chương 3 và 4. ........ 90 
Hình P.8. Sơ đồ khối bộ điều khiển ở vòng động lực học phía trong ở Chương 3. . 90 
Hình P.9. Sơ đồ khối mô tả thành phần bền vững cấp động lực học ở Chương 3. .. 91 
Hình P.10. Sơ đồ khối của bộ điều khiển động học phía ngoài trong Chương 3. .... 91 
Hình P.11. Sơ đồ khối của thành phần bền vững động học trong Chương 3. .......... 91 
Hình P.12. Sơ đồ khối của bộ điều khiển ở vòng động lực học trong Chương 4. ... 92 
Hình P.13. sơ đồ khối của thành phần bền vững động lực học trong Chương 4. .... 92 
Hình P.14. Sơ đồ khối của bộ điều khiển động học phía ngoài ở Chương 4. .......... 93 
Hình P.15. Sơ đồ khối của thành phần bền vững động học ở Chương 4. ................ 93 
10 
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU 
Ký hiệu Ý nghĩa Đơn vị 
r Bán kính mỗi bánh xe chủ động m 
R Vận tốc góc của bánh phải rad/s 
L Vận tốc góc của bánh trái rad/s 
b Một nửa khoảng cách giữa hai bánh xe chủ động m 
 Vận tốc tịnh tiến của rô bốt di động khi không tồn tại 
trượt bánh xe 
m/s 
 Vận tốc tịnh tiến của rô bốt di động khi có tồn tại trượt 
bánh xe 
m/s 
 Vận tốc góc của rô bốt di động khi không tồn tại trượt 
bánh xe 
rad/s 
 Vận tốc góc của rô bốt di động khi có tồn tại trượt bánh 
xe 
rad/s 
M trung điểm của trục nối hai bánh xe chủ động 
G Trọng tâm của phần cứng rô bốt di động 
a Khoảng cách giữa M và G m 
 Tọa độ hướng của rô bốt di động rad 
11 
L Tọa độ trượt dọc của bánh trái m 
R Tọa độ trượt dọc của bánh phải m 
 Tọa độ của trượt ngang dọc theo trục bánh xe m 
 
T
1 2,  ζ Véc tơ tọa độ của mục tiêu trong hệ tọa độ body M-XY m 
 
T
d ,0C ζ Véc tơ mong muốn của  
T
1 2,  ζ 
m 
R Mô men quay ở bánh phải N.m 
L Mô men quay ở bánh trái N.m 
Gm Khối lượng phần cứng rô bố di động kg 
Wm Khối lượng mỗi bánh xe chủ động kg 
GI Mô men quán tính của phần cứng quanh trục thẳng đứng 
đi xuyên qua trọng tâm G 
kg.m2 
WI Mô men quán tính của bánh xe quanh trục quay kg.m
2 
DI Mô men quán tính của bánh xe quanh trục bán kính kg.m
2 
12 
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT 
GWN Gaussian Wavelet Network- mạng sóng Gaussian 
RBFNN Radial Basis Function Neural Network 
UUB Uniformly Ultimately Bounded (Bị chặn đều bền vững) 
WMR Wheeled Mobile Robot – rô bốt di động kiểu bánh xe 
FTE Filtered Tracking Errors – Các sai số bám được lọc 
13 
MỞ ĐẦU 
Tính cấp thiết của đề tài 
Có một sự thật không thể phủ nhận rằng các rô bốt di động có khả năng làm 
việc trong một phạm vi rộng và có thể thao tác tự động một cách thông minh mà 
không cần bất cứ sự tác động nào từ con người. Đặc biệt, chúng có khả năng thay thế 
con người trong các nhiệm vụ khó khăn và nguy hiểm như tìm kiếm cứu nạn, cứu 
hỏa, tìm kiếm và tháo gỡ bom mìn, vận chuyển vật liệu trong môi  ...  các sai lệch bám vị trí được 
đảm bảo, sai lệch bám vận tốc góc s được đảm bảo hội tụ về không sau một khoảng 
thời gian hữu hạn ts được tính trong (4.37). Kết quả mô phỏng đã chứng minh tính 
đúng đắn cũng như các ưu điểm của phương pháp điều khiển mới này. 
Tóm lại, luật điều khiển hội tụ hữu hạn ở cấp độ động lực học đã khắc phục 
được những nhược điểm của phương pháp điều khiển ở Chương 3. Cụ thể là: 
78 
 giảm được nguy cơ bão hòa động cơ tại thời điểm ban đầu. 
 nâng cao độ chính xác ở cấp độ động lực học trong trạng thái xác lập 
của hệ thống điều khiển. 
 không cần phải xác định trước các giá trị chặn trên của các thành phần 
bất định mô hình, nhiễu ngoài và tốc độ trượt bánh xe. 
79 
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 
Sau khi tổng hợp nội dung trong các Chương 1, 2, 3, và 4, một số kết luận chính 
được đúc kết như sau: 
Những nội dung nghiên cứu chính của luận án 
 Phân tích tổng quan, thực trạng, xu thế phát triển của các phương pháp điều 
khiển cho rô bốt di động kiểu bánh xe để bám theo một quỹ đạo mong muốn 
được định nghĩa trước. 
 Phân tích các nguyên nhân và ảnh hưởng tiêu cực của các loại bất định mô 
hình, nhiễu ngoài, và trượt bánh xe. 
 Xây dựng mô hình động học, động lực học của rô bốt di động khi xét ảnh 
hưởng tiêu cực của trượt bánh xe lên chuyển động của rô bốt. 
 Xây dựng 03 luật điều khiển khác nhau để bù ảnh hưởng của trượt bánh xe 
lên rô bốt di động. Cụ thể, một phương pháp điều khiển chỉ gồm 1 vòng kín, 
hai phương pháp điều khiển còn lại gồm 2 vòng kín. Tính ổn định của hệ 
thống điều khiển được đảm bảo bằng tiêu chuẩn Lyapunov và bổ đề Barbalat. 
 Thực hiện các mô phỏng máy tính bằng công cụ MATLAB/Simulink để kiểm 
chứng tính đúng đắn của các luật điều khiển được đề xuất trong luận án. 
Những đóng góp của luận án 
Công bố 07 bài báo tại hội nghị trong nước, hội nghị quốc tế, tạp chí khoa học 
trong nước và tạp chí quốc tế thuộc danh mục SCI và SCI-E liên quan đến luận án. 
Luận án có 03 đóng góp khoa học như sau: 
 Thiết kế luật điều khiển thích nghi dựa trên một mạng nơ ron ba lớp 
(chương 2). 
 Thiết kế luật điều khiển bám bền vững thích nghi sử dụng kỹ thuật 
backstepping và mạng sóng Gaussian (chương 3). 
 Thiết kế luật điều khiển backstepping hội tụ hữu hạn ở cấp động lực học 
(chương 4). 
80 
Định hướng nghiên cứu phát triển 
 Tiếp tục nghiên cứu phát triển các phương pháp điều khiển mới cho rô bốt di 
động bám theo quỹ đạo mong muốn. 
 Xây dựng hệ thống thực nghiệm để kiểm chứng các luật điều khiển được đề 
xuất. 
81 
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ 
1. Nguyễn Văn Tính, Phạm Thượng Cát, Phạm Minh Tuấn, “Mô hình hóa và điều 
khiển rô bốt di động non-holonomic có trượt ngang”, Kỷ yếu hội nghị toàn quốc 
lần thư 3 về Điều khiển và Tự động hóa – VCCA, 2015, Thái Nguyên, 103-108. 
2. N. V. Tinh, N. T. Linh, P. T. Cat, P. M. Tuan, M. N. Anh, N. P. Anh, Modeling 
and Feedback Linearization Control of a Nonholonomic Wheeled Mobile Robot 
with Longitudinal, Lateral Slips, In: Proc. 2016 IEEE International Conference 
on Automation Science and Enginerring, TX, USA, 996-1001. 
3. Tinh Nguyen, Hung Linh Le, Neural network-based adaptive tracking control 
for a nonholonomic wheeled mobile robot subject to unknown slips, Journal of 
Computer Science and Cybernetics, Vietnam Academy of Science and 
Technology, 2017, 33(1), 1-17. 
4. Tinh Nguyen, Linh Le, “Neural network-based adaptive tracking control for a 
nonholonomic wheeled mobile robot with unknown wheel slips, model 
uncertainties, and unknown bounded disturbances”, Turkish Journal of 
Electrical Engineering & Computer Sciences, 2018, 26, 378-392. 
5. Tinh Nguyen, Kiem Nguyentien, Tuan Do, Tuan Pham, Neural Network-based 
Adaptive Sliding Mode Control Method for Tracking of a Nonholonomic 
Wheeled Mobile Robot with Unknown Wheel Slips, Model Uncertainties, and 
Unknown Bounded External Disturbances, Acta Polytechnica Hungarica, 2018, 
15(2), 103-123. 
6. Kiem Nguyentien, Linh Le, Tuan Do, Tinh Nguyen, Minhtuan Pham, Robust 
control for a wheeled mobile robot to track a predefined trajectory in the 
presence of unknown wheel slips, Vietnam Journal of Mechanics, Vietnam 
Academy of Science and Technology, 2018, 40(2), 141 –154. 
7. Nguyen Tinh, Thuong Hoang, Minhtuan Pham & Namphuong Dao, A Gaussian 
wavelet network-based robust adaptive tracking controller for a wheeled mobile 
robot with unknown wheel slips, International Journal of Control, 2018, 
DOI: 10.1080/00207179.2018.1458156. 
82 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
1. L. Xin, Q. Wang, J. She, Y. Li, Robust adaptive tracking control of wheeled 
mobile robot, Robotics and Autonomous Systems, 2016, 78, 36-48. 
2. Y. Li, Z. Wang, and L. Zhu, Adaptive Neural Network PID Sliding Mode 
Dynamic Control of Nonholonomic Mobile Robot, Proceedings of the 2010 
IEEE International Conference on Information and Automation, Harbin, China, 
2010, 753-757. 
3. D. K. Chwa, Sliding-mode tracking control of nonholonomic wheeled mobile 
robots in polar coordinates, IEEE Transactions on Control Systems 
Technology, 2004, 12 (4), 637–644. 
4. B. Park, S. Yoo, J Park, Y. Choi, Adaptive neural sliding mode control of 
nonholonomic wheeled mobile robots with model uncertainty, IEEE 
Transactions on Control Systems Technology, 2009, 17(1), 207-214. 
5. Z. Jiang, Robust exponential regulation of nonholonomic systems with 
uncertainties, Automatica, 2000, 36(2), 189-209. 
6. T. Fukao, H. Nakagawa, N. Adachi, Adaptive tracking control of a 
nonholonomic mobile robot, IEEE Transactions on Robotics and Automation, 
2000, 16 (5), 609–615. 
7. W. Dong, K. Kuhnert, Robust adaptive control of nonholonomic mobile robot 
with parameter and nonparameter uncertainties, IEEE Transactions on 
Robotics, 2005, 21(2), 261-266. 
8. R. Fierro, F. L. Lewis, Control of a Nonholonomic Mobile Robot Using Neural 
Networks, IEEE Trans Neural Networks, 1998, 9(4), 589-600. 
9. Y. Kanayama, Y. Kimura, F. Miyazaki, T. Noguchi. A stable tracking control 
method for an autonomous mobile robot, Proceedings of the 1990 IEEE 
International Conference on Robotics and Automation. Cincinnati, OH, USA: 
IEEE, 1990, 384-389. 
10. Z.-P Jiang, H. Nijmeijer, Tracking control of mobile robots: A case study in 
backstepping, Automatica, 1997, 33(7), 1393-1399. 
11. D. Kim, J. Oh, Tracking control of a two-wheeled mobile robot using input–
output linearization, Control Engineering Practice, 1999, 7, 369–373. 
83 
12. H. Gao, X. Song, L. Ding, K. Xia, N. Li, Z. Deng, Adaptive motion control of 
wheeled mobile robot with unknown slippage, International Journal of Control, 
2014, 87, 1513–1522. 
13. M. Seyr, S. Jakubek, Proprioceptive Navigation, Slip Estimation and Slip 
Control for Autonomous Wheeled Mobile Robots, in: Proceedings of the IEEE 
Conference on Robotics, Automation and Mechatronics, 2006, 1–6. 
14. Lê Thị Thúy Nga, Lê Hùng Lân, Điều khiển robot bầy đàn tránh vật cản và tìm 
kiếm mục tiêu, Hội nghị toàn quốc lần thứ 3 về Điều khiển và Tự động hóa 
VCCA, 2015, 87-93. 
15. Lê Hùng Lân, Lê Thị Thúy Nga, Phân tích sự ổn định tụ bầy của robot bầy đàn 
sử dụng hàm hút/đẩy mờ, Tạp chí Khoa học Giao thông Vận tải, 2013, 10, 88-
93. 
16. Nguyễn Văn Khanh, Trần Văn Hùng, Điều khiển thời gian thực robot hai bánh 
tự cân bằng sử dụng bộ điều khiển PID mờ tự chỉnh, Hội nghị toàn quốc lần thứ 
3 về Điều khiển và Tự động hóa VCCA, 2015, 70-77. 
17. Nguyễn Hữu Công, Vũ Ngọc Kiên, Điều khiển cân bằng xe hai bánh tự cân 
bằng sử dụng thuật toán giảm bậc mô hình, Hội nghị toàn quốc lần thứ 3 về 
Điều khiển và Tự động hóa VCCA, 2015, 61-69. 
18. Nguyễn Dũng, Nguyễn Bảo Huy, Võ Duy Thành, Tạ Cao Minh, Mô hình hóa ô 
tô điện bằng phương pháp EMR với mô hình mở rộng của tương tác bánh xe – 
mặt đường, Hội nghị toàn quốc lần thứ 3 về Điều khiển và Tự động hóa VCCA, 
2015, 117-122. 
19. J.-C. Ryu, S.K. Agrawal, Differential flatness-based robust control of mobile 
robots in the presence of slip, The International Journal of Robotics Research, 
2011, 30(4), 463–475. 
20. Y. Qiu, X. Liang, Z. Dai, Backstepping dynamic surface control for an anti-skid 
braking system, Control Engineering Practice, 2015, 42, 140–152. 
21. N. Sidek, N. Sarkar, Dynamic modeling and control of nonholonomic mobile 
robot with lateral slip. Proceedings of 3rd International Conference on Systems, 
2008, 35-40. 
84 
22. I. Motte, G.A. Campion, Slow manifold approach for the control of mobile 
robots not satisfying the kinematic constraints, IEEE Transactions on Robotics 
and Automation, 2000, 16(6), 875-880. 
23. A. Matveev, M. Hoy, J. Katupitiya, A. Savkin, Nonlinear sliding mode control 
of an unmanned agricultural tractor in the presence of sliding and control 
saturation, Robotics and Autonomous Systems, 2013, 61, 973–987. 
24. M. Corradini, G. Orlando, Experimental testing of a discrete time sliding mode 
controller for trajectory tracking of a wheeled mobile robot in the presence of 
skidding effects, Journal of Robotic Systems, 2002, 19, 177–188. 
25. H. Khan, J. Iqbal, K. Baizid, T. Zielinska, Longitudinal and lateral slip control 
of autonomous wheeled mobile robot for trajectory tracking, Frontiers of 
Information and Technology & Electronic Engineering, 2015, 16(2), 166-172. 
26. L. Chang Boon, W. Danwei, Integrated Estimation for Wheeled Mobile Robot 
posture, velocities, and wheel skidding perturbations, in: Proceedings of the 
IEEE International Conference on Robotics and Automation, 2007, 2355–2360. 
27. C. C. Ward, K. Iagnemma, Model-Based Wheel Slip Detection for Outdoor 
Mobile Robots, IEEE International Conference on Robotics and Automation, 
2007, 2724 – 2729. 
28. G. Baffet, A. Charara, J. Stephant, Sideslip angle, lateral force and road fricion 
estimation in simulations and experiments, Proceedings of IEEE International 
Conference on Control Applications, 2006, 903-908. 
29. L. Li, F.Y. Wang, Integrated Longitudinal and lateral tire/road friction 
modeling and monitoring for vehicle motion control, IEEE Transaction on 
Intelligent Transportation Systems, 2006, 7(1), 1-19. 
30. Y. Tian, N. Sarkar, Control of a mobile robot subject to wheel slip, Journal of 
Intelligent and Robotic Systems, 2014, 74, 915–929. 
31. H. Kang, Y. Kim, C. Hyun, M. Park, Generalized extended state observer 
approach to robust tracking control for wheeled mobile robot with skidding and 
slipping, International Journal of Advanced Robotic Systems 2013, 10, 1–10. 
32. S. Yoo, Approximation-based adaptive control for a class of mobile robots with 
unknown skidding and slipping, International Journal of Control, Automation 
and Systems, 2012, 10, 703–710. 
85 
33. N Hoang, H Kang, Neural network-based adaptive tracking control of mobile 
robots in the presence of wheel slip and external disturbance force, 
Neurocomputing, 2016, 188, 12-22. 
34. C. B. Low, D. Wang, GPS-based path following control for a car-like wheeled 
mobile robot with skidding and slipping, IEEE Transactions on Control Systems 
Technology 2008, 16, 340–347. 
35. C. B. Low, D. Wang, GPS-based tracking control for a car-like wheeled mobile 
robot with skidding and slipping, IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, 
2008, 13, 480–484. 
36. R. Lenain, B. Thuilot, C. Cariou, P. Martinet, Mixed kinematic and dynamic 
sideslip angle observer for accurate control of fast off-road mobile robots, 
Journal of Field Robotics, 2010, 27(2), 181-196. 
37. B. Chen, F. Hsieh. Sideslip angle estimation using extended Kalman filter, 
Vehicle System Dynamics, 2008, 46, 353-364. 
38. G. Bayar, M. Bergerman, E. Konukseven, A. Koku, Improving the trajectory 
tracking performance of autonomous orchard vehicles using wheel slip 
compensation, Biosystems Engineering, 2016, 146, 149-164. 
39. H. Grip, L. Imsland, T. Johansen, J. Kalkkuhl, A. Suissa, Vehicle sideslip 
estimation: design, implementation and experimental validation, IEEE Control 
Systems Magazine, 2009, 29(5), 36-52. 
40. J. Dakhlallah, S. Glaser, S. Mammar, Y. Sebsadji, Tire-Road Forces Estimation 
Using Extended Kalman Filter and Sideslip Angle Evaluation, Proceedings of 
2008 American Control Conference, Washington, USA, June 11-13, 2008, 
4597- 4602. 
41. C. Lin, Adaptive tracking controller design for robotic systems using Gaussian 
wavelet networks. IEE Proceedings - Control Theory and Applications, 2002, 
149(4), 316–322. 
42. J. Slotine, W. Li, Applied Nonlinear Control, Prentice- Hall, 1991, Englewood 
Cliffs, New Jersey, USA. 
43. J. Huang, C. Wen, Wei Wang, Z. Jiang. Adaptive stabilization and tracking 
control of a nonholonomic mobile robot with input saturation and disturbance. 
Systems & Control Letters, 2013, 62, 234–241. 
86 
44. N. Perez-Arancibia, T. Tsao, J. Gibson, Saturation-induced instability and its 
avoidance in adaptive control of hard disk drives, IEEE Transactions Control 
System Technology, 2010, 18, 368–382. 
45. F. Lewis, A. Yesildirek, A., K. Liu. Multilayer Neural-Net Robot Controller 
with Guaranteed Tracking Performance, IEEE Transactions on Neural 
Networks, 1996, 7(2), 388-399. 
46. L. Wang, T. Chai, L. Zhai, Neural network-based terminal sliding mode control 
of robotic manipulators including actuator dynamics, IEEE Transaction on 
Industrial Electronics, 2009, 56(9), 3296-3304. 
47. A. K. Pamosoaji, P. T. Cat, K. Hong, Sliding-mode and proportional-derivative-
type motion control with radial basis function neural network based estimators 
for wheeled vehicles, International Journal of Systems Sciences, 2014, 45(12). 
87 
PHỤ LỤC. SƠ ĐỒ KHỐI MATLAB/SIMULINK CỦA CÁC HỆ THỐNG 
ĐIỀU KHIỂN VÒNG KÍN 
Các sơ đồ khối Matlab/Simulink để mô phỏng các luật điều khiển trong các 
chương 2, ,3, và 4 được thể hiển như sau: 
Hình P.1. Sơ đồ khối Matlab/Simulink mô tả mô hình của rô bốt di động. 
Hình P.2. Sơ đồ khối mô tả mô hình động lực học của rô bốt di động. 
88 
Hình P.3. Sơ đồ khối mô tả mô hình động học của rô bốt di động. 
Hình P.4. Sơ đồ khối Matlab/Simulink của luật điều khiển ở Chương 2, 3, 4. 
89 
Hình P.5. Sơ đồ khối của bộ điều khiển trong Chương 2. 
Hình P.6. Sơ đồ khối của mạng nơ ron 3 lớp (với tên nhãn neural network) trong 
Chương 2. 
90 
Hình P.7. Sơ đồ khối bộ điều khiển kiểu backstepping ở các Chương 3 và 4. 
Hình P.8. Sơ đồ khối bộ điều khiển ở vòng động lực học phía trong ở Chương 3. 
91 
Hình P.9. Sơ đồ khối mô tả thành phần bền vững cấp động lực học ở Chương 3. 
Hình P.10. Sơ đồ khối của bộ điều khiển động học phía ngoài trong Chương 3. 
Hình P.11. Sơ đồ khối của thành phần bền vững động học trong Chương 3. 
92 
Hình P.12. Sơ đồ khối của bộ điều khiển ở vòng động lực học trong Chương 4. 
Hình P.13. sơ đồ khối của thành phần bền vững động lực học trong Chương 4. 
93 
Hình P.14. Sơ đồ khối của bộ điều khiển động học phía ngoài ở Chương 4. 
Hình P.15. Sơ đồ khối của thành phần bền vững động học ở Chương 4.