Bài viết khái quát về các hướng nghiên cứu liên quan đến giải thuật điều khiển cánh tay robot song song như: PID Controller, Neural Network, Learning control dựa trên mô hình thực nghiệm. Trong đó tổng hợp những kiến thức nền tảng cơ bản về phương trình động học, giải thuật điều khiển PID, giải thuật nhận dạng và huấn luyện mạng neuron nhân tạo.
Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần 20 năm 2018 Kỷ yếu khoa học NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ ĐIỀU KHIỂN CÁNH TAY PARALLEL ROBOT PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO MÀU SẮC Nguyễn Tăng Triều*, Lê Minh Thanh, Nguyễn Văn Tồn Trường Đại học Cơng nghiệp Thực phẩm TP Hồ Chí Minh *Tác giả liên lạc: nguyentangtrieu162@gmail.com TÓM TẮT Bài viết khái quát hướng nghiên cứu liên quan đến giải thuật điều khiển cánh tay robot song song như: PID Controller, Neural Network, Learning control dựa mơ hình thực nghiệm Trong tổng hợp kiến thức tảng phương trình động học, giải thuật điều khiển PID, giải thuật nhận dạng huấn luyện mạng neuron nhân tạo Mô phỏng, kiểm tra đánh giá kết đạt giải thuật điều khiển dự mơ hình thực nghiệm Từ kết đạt làm tài liệu tham khảo phù hợp cho đề tài nghiên cứu liên quan Từ khóa: PID control, neural network, learning Control, robot manipulator, robot parallel, parallel kinematic machine, pneumatic actuators APPLIED RESEARCH TECHNOLOGY PARALLEL ROBOT ARMS CONTROL PRODUCT CATEGORY BY COLORS Nguyen Tang Trieu*, Le Minh Thanh, Nguyen Van Toan Ho Chi Minh City University of Food Industry *Corresponding Author: nguyentangtrieu162@gmail.com ABSTRACT Posts overview of research related to the control algorithm parallel robotic arm such as PID controllers, Neural Network, Learning control based on empirical models Which summarizes the fundamental knowledge about the kinetic equation, PID control algorithm, recognition algorithm and artificial neural network training Simulation, testing and evaluation of the results achieved by the control algorithm based on empirical models From the results achieved can make appropriate references to the relevant research topics Keywords: PID control, neural network, learning control, robot manipulator, parallel robot, parallel kinematic machine, pneumatic actuators TỔNG QUAN Ngày nay, việc ứng dụng giải thuật điều khiển như: Giải thuật di truyền GA, tối ưu hóa đàn kiến ACO, huấn luyện mạng neuron, tối ưu hóa bầy đàn PSO, điều khiển PID kết hợp lai ghép giải thuật với Nhằm mục đích tìm điểm làm việc tối ưu hệ thống Mỗi giải thuật có ưu điểm nhược điểm riêng Tuy nhiên, việc lựa chọn giải thuật dựa vào đặc điểm hệ thống cụ thể Giải thuật huấn luyện mạng neuron nhận tạo - (Artificial Neural Networks, ANN) giải thuật áp dụng nhiều đạt kết lĩnh vực khác như: Five bar planer manipulator simulation and analysis by bond Graph, Neural Networks for Identification, Prediction and Control, Robot Manipulator Control Theory and Practice, Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System, Kinematic 494 Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần 20 năm 2018 Optimization of a Parallel Manipulator 5R 2-dof Driven by Pneumatic Cylinders, An Adaptive Iterative Learning Control for Robot Manipulator in Task Space Trong phạm vi đề tài này, tác giả đề xuất sử dụng giải thuật nhận dạng huấn luyện mạng neuron nhân tạo cho mơ hình cánh tay robot song song (Parallel robot) phân loại sản phẩm theo màu làm việc không gian tọa độ định trước Từ đó, đánh giá kết đạt so với mơ hình dùng giải thuật truyền thống PID control Kỷ yếu khoa học dạng cảm biến màu xuất tín hiệu tọa độ đặt cho hệ thống làm việc Phương pháp nghiên cứu Hệ thống điều khiển cánh tay robot song song bao gồm phương trình động học, vị trí góc quay động điều khiển sử dụng PID-Control (Hình 3) Giải pháp điều khiển hệ thống dựa vào sai số vị trí góc quay đối tượng từ điều khiển PID (PID – control) xuất tín hiệu moment điều khiển đối tượng bám theo vị trí đặt Chương trình điều khiển hệ thống dùng điều khiển PID Hình thiết kế làm mơ hình tham chiếu cho mơ hình dùng giải thuật huấn luyện mạng đề xuất Phương pháp huấn luyện mạng Neuron cho hệ thống phi tuyến nhận dạng kiểu hộp đen với tín hiệu vào tín hiệu (SISO) thực dựa mơ hình tham chiếu (mơ hình dùng điều khiển PID) NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Nguyên liệu Cánh tay Parallel Robot thiết kế chất liệu thép Các khớp liên kết với có khớp tự khớp điều khiển Vị trí điểm làm việc xác lập thơng qua phương trình động học hệ thống Sản phẩm bóng bàn phân loại KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN theo màu sắc Sản phẩm nhận Thơng số kỹ thuật thí nghiệm sau Bảng Thông số kỹ thuật cánh tay robot song song Các biến Thông số Giá trị L0 Chiều dài cố định hai động 11.6 cm L1 Chiều dài cánh tay {0} - {2} 12.4 cm Chiều dài cánh tay {1} - {3} L2 Chiều dài cánh tay {2} – {4} 16.6 cm Chiều dài cánh tay {3} – {4} Mô hình thực nghiệm hệ thống Hình Hình Mơ hình thực nghiệm hệ thống 495 Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần 20 năm 2018 Kết sử dụng phương pháp nhận dạng huấn luyện mạng Neuron cho hệ phi tuyến: Việc mô thực nghiệm mơ hình cánh tay máy song song sử dụng phương pháp nhận dạng huấn luyện mạng Neuron cho hệ phi tuyến dựa phần mềm Matlab Simulink Tập liệu dùng để huấn luyện mạng lấy dựa vào mơ hình tham chiếu (mơ hình dùng điều khiển PID) với tín hiệu vào (sai số góc) tín hiệu (xung áp điều khiển) thơng qua chương trình giám sát Kỷ yếu khoa học KẾT LUẬN Giải pháp điều khiển cánh tay parallel robot phân loại sản phẩm theo màu sắc làm việc không gian định trước sử dụng huấn luyện mạng Neuron nghiên cứu báo nhằm giải vấn đề nhận dạng hệ thống đối tượng phi tuyến,… Kết kiểm tra phần mềm mơ Matlab Simulink mơ hình thực nghiệm cho thấy giải pháp đề xuất đáp ứng tốt so với điều khiển truyền thống (độ vọt lố thời gian xác lập nhanh hơn) TÀI LIỆU THAM KHẢO CORNELIUS T LEONDES Fuzzy Logic and Expert Systems Applications Academic Press, 1998 DUC TRUONG PHAM AND LIU XING Neural Networks for Identification, Prediction and Control Springer, 1997 SHENGQI JIAN, CHENG YIN, LUC ROLLAND, LESLEY JAMES Five bar planer manipulator simulation and analysis by bond Graph November 1420, 2014, Montreal, Quebec, Canada 496 ... dùng điều khiển PID) với tín hiệu vào (sai số góc) tín hiệu (xung áp điều khiển) thơng qua chương trình giám sát Kỷ yếu khoa học KẾT LUẬN Giải pháp điều khiển cánh tay parallel robot phân loại sản. .. phương trình động học hệ thống Sản phẩm bóng bàn phân loại KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN theo màu sắc Sản phẩm nhận Thơng số kỹ thuật thí nghiệm sau Bảng Thông số kỹ thuật cánh tay robot song song Các biến... tài này, tác giả đề xuất sử dụng giải thuật nhận dạng huấn luyện mạng neuron nhân tạo cho mô hình cánh tay robot song song (Parallel robot) phân loại sản phẩm theo màu làm việc không gian tọa