Luận văn Điều khiển bám quỹ đạo mong muốn của robot di động đa hướng sử dụng bộ điều khiển trượt

Luận văn Điều khiển bám quỹ đạo mong muốn của robot di động đa hướng sử dụng bộ điều khiển trượt

HUTECH B GIÁO DC VÀ ÀO TO TRNG I HC K THUT CÔNG NGH TP.HCM  BÙI ÌNH THIÊN IU KHIN BÁM QU O MONG MUN CA ROBOT DI NG A HNG S DNG B IU KHIN TRT LUN VN THC S Chuyên ngành: THIT B, MNG VÀ NHÀ MÁY IN MÃ S : 60.52.50 TP. H Chí Minh, tháng 06 nm 2012 HUTECH B GIÁO DC VÀ ÀO TO TRNG I HC K THUT CÔNG NGH TP.HCM  BÙI ÌNH THIÊN IU KHIN BÁM QU O MONG MUN CA ROBOT DI NG A HNG S DNG B IU KHIN TRT LUN VN THC S Chuyên ngành: THIT B, MNG VÀ NHÀ MÁY IN MÃ S : 60.52.50 CÁN B HNG DN KHOA HC: TS. NGUYN HÙNG Tp. H Chí Minh, tháng 06 nm 2012 HUTECH CÔNG TRÌNH C HOÀN THÀNH TI TRNG I HC K THUT CÔNG NGH TP. HCM Cán b hng dn khoa hc : TS. NGUYN HÙNG Cán b chm nhn xét 1: TS. Nguyn Thanh Phng Cán b chm nhn xét 2: TS. Nguyn Vin Quc Lun vn thc s đc bo v ti Trng i hc K thut Công ngh TP. HCM ngày 14 tháng 07 nm 2012. Thành phn Hi đng đánh giá lun vn thc s gm: 1. PGS.TS. Trn Th Thu Hà Ch tch Hi đng 2. TS. Nguyn Thanh Phng Phn bin 1 3. TS. Nguyn Vin Quc Phn bin 2 4. TS. Nguyn Vit Cng y viên 5. TS. Võ Hoàng Duy Th ký Xác nhn ca Ch tch Hi đng đánh giá lun vn và Khoa qun lý chuyên ngành sau khi lun vn đã đc sa cha (nu có). Ch tch Hi đng đánh giá Lun vn Khoa qun lý chuyên ngành HUTECH Tp. H Chí Minh, ngày 14 tháng 06 nm 2012 NHIM V LUN VN THC S H tên hc viên:  Bùi ình Thiên Gii tính: Nam. Ngày, tháng, nm sinh: 03/03/1975 Ni sinh: ng Nai. Chuyên ngành: Thit b, mng và nhà máy đin MSHV:1081031023. I. TÊN  TÀI. iu khin bám qu đo mong mun ca robot di đng đa hng s dng b điu khin trt. II. NHIM V VÀ NI DUNG. 1. Nhim v ca đ tài: Xác đnh mô hình đng hc và mô hình đng lc hc ca robot di đng đa hng ba bánh (OMR). Nghiên cu phng pháp điu khin trt vi phân (Differnce Sliding Mode Control - DSMC) cho robot di đng đa hng ba bánh (OMR). Mô phng robot bám theo qu đo tham chiu b điu khin s dng Matlab Simulink cho robot di đng đa hng ba bánh (OMR). Nhn xét kt qu đt đc và kh nng ng dng b điu khin đa ra trong điu kin có nhiu và ma sát. 2. Ni dung ca đ tài: Ni dung lun vn gm các phn sau: TRNG H K THUT CÔNG NGH TP. HCM PHÒNG QLKH – TSH CNG HÒA XÃ HI CH NGHA VIT NAM c lp - T do - Hnh phúc HUTECH Phn đu: Tng quan v robot di đng đa hng và đa ra bài toán cn gi quyt Phn 1: Xây dng mô hình đng hc và mô hình đng lc hc ca robot di đng đa hng ba bánh (OMR). Phn 2: Nghiên cu thit k phng pháp điu khin trt cho robot di đng đa hng ba bánh (OMR), bám theo qu đo. Phn 3: Mô phng robot bám theo qu đo tham chiu dùng b điu khin trt DSMC s dng Matlab Simulink cho robot di đng đa hng ba bánh (OMR). III. NGÀY GIAO NHIM V: ngày 15 tháng 09 nm 2011. IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIM V: ngày 15 tháng 06 nm 2012. V. CÁN B HNG DN: TS. Nguyn Hùng. Cán b hng dn Khoa qun lý chuyên ngành TS. Nguyn Hùng HUTECH LI CAM OAN Tôi xin cam đoan rng lun vn vi ni dung “iu khin bám qu đo mong mun ca robot di đng đa hng s dng b điu khin trt” là công trình nghiên cu ca riêng tôi, di s hng dn ca TS. Nguyn Hùng. Các s liu, kt qu mô phng nêu trong lun vn là trung thc, có ngun trích dn và cha đc công b trong các công trình nghiên cu khác. Tp. H Chí Minh, ngày 15 tháng 06 nm 2012 Ngi thc hin lun vn  Bùi ình Thiên HUTECH LI CM N Khi tôi bc chân đn i hc K Thut Công Ngh thành ph H Chí Minh, ni tôi đã đc dìu dt đn bn b tri thc bi nhng ngi Thy, Cô, Anh, Ch vi tm lòng hy sinh, tn ty và bao dung. Xin cm n i hc K thut Công ngh thành ph H Chí Minh, cùng quý Thy, Cô đã tn tình truyn đt kin thc và to mi điu kin tt nht cho lp chúng tôi trong sut hc trình cao hc. Vi lòng tri ân sâu sc, tôi mun nói li cám n đn Thy TS. Nguyn Hùng, ngi đã nhit tình hng dn và ch bo cho tôi trong sut thi gian thc hin nghiên cu này. Cám n tt c các bn trong khóa hc , nhng ngi cùng chung chí hng trong con đng tri thc đ tt c chúng ta có đc kt qu ngày hôm nay. Cm n gia đình và nhng ngi thân đã đng viên, h tr tôi trong sut thi gian thc hin nghiên cu này. Xin trân trng cm n và tri ân. Tp. H Chí Minh, ngày 15 tháng 06 nm 2012 Ngi thc hin lun vn  Bùi ình Thiên HUTECH TÓM TT LUN VN Trong lun vn, tác gi trình bày b điu khin trt bám theo qu đo mong mun cho robot ba bánh di đng đa hng bám theo đng cong da trên mô hình đng lc hc (Omnidirectional Mobile Robot OMR).  thit k b điu khin, cn xác đnh véc t sai s và sau đó chn véc t mt trt. B iu khin Kiu Trt Vi phân (Differential Sliding Mode tracking Controller - DSMC) da trên k thut back- stepping, s n đnh ca h thng đc đm bo bi lý thuyt n đnh Lyapunov. Lut điu khin s n đnh hóa véc t mt trt và làm véc t sai s tin v không Lun vn s dng phn mm Matlab đ mô phng và các kt qu mô phng đã chng minh kh nng hi t và tính n đnh ca b điu khin. Lun vn giúp làm c s khoa hc cho vic thit k đ ch to các robot di đng đa hng điu khin bám theo qu đo tham chiu vi đ chính xác cao v v trí và tc đ nh mong mun, to nn tng c bn vi mô hình toán hc rõ ràng cho vic ng dng vào thc t cuc sng nh: Robot hàn, vn chuyn vt t, thit b trong nhà máy, xí nghip, bnh vin, các dây chuyn t đng hóa … HUTECH ABSTRACT In this paper, an expected tracking slide controller is proposed for the omni- directional mobile three-wheel Robot following a curve based on the kinetic model (Omni-directional Mobile Robot OMR). To design such an expected tracking slide controller, it is necessary to define the numerical vector and then choose the sliding surface vector. The style of Differential Sliding Mode tracking Controller – (DSMC) is based on the back-stepping technique, and the stability of the system is ensured by Lyapunov theory of stability. The control rule will stabilize the sliding surface vector and make the error vector get toward zero. The paper also uses Matlab software to establish simulations and their results prove both convergence and stability of the expected tracking slide controller. The study contributes to the scientific foundation for designing and building the Omni-directional Mobile Robot (OMR) to be controlled for moving along the reference trajectory with high accuracy in terms of position and velocity as expected, and creates basical basis with definitely mathematical model for further application to real life, such as special robots for welding, transporting materials and equipment in workshops, factories, hospitals, and the automation lines … HUTECH MC LC Ta Trang MC LC i DANH MC CÁC T VIT TT iv DANH MC CÁC BNG v DANH MC CÁC HÌNH NH. vi Chng 1 TNG QUAN V ROBOT 1 1.1 Tng quan v robot 1 1.2 S lc quá trình phát trin. 1 1.3 ng c nghiên cu 6 1.4 Tóm tt các công trình nghiên cu liên quan 7 1.5 Nhn xét chung và hng tip cn. 32 1.6 Mc tiêu ca lun vn. 33 1.7 Nhim v ca lun vn . 33 1.8 Gii hn ca lun vn. 33 1.9 im mi ca lun vn. 34 1.10 Ni dung tng quát ca lun vn. 34 [...]... 1.3- Robot Shakey- ngh robot l ã thi robot công nghi thành l Unimation sau khi mua b th r r ã NASA c trong 5 Trong ho m H U TE máy trong nh robot là m mang l C H Hình 1.4- Tay robot trên tàu thám hi Hình 1.5- Robot l robot công nghi ng c - tay robot Trên hình 1.5 trình bày r 6 1.3 Ngày nay khoa h chóng, mang l iv t di th n v và h nghi ti C H Trong nh r khi àc r H U TE trên r thao tác Vì nh ã So v i r robot. .. n, thi robot có tính linh ho ng và vì th C H các l Robo thu th ù uyên v có th chán, s H U TE ph Các r khi k ã ngay t Càng ngày ngành robot càng phát tri thành c r g, s công ngh 1.2 S L Thu s robot t Robot xu 09/10/1922 trong v ng và 2 Karen Kapek vi robot là cách g Ti Robota - theo ti Robot th 1948, nhà nghiên c Goertz ti td bi chân, có chi H U TE g ã ch C H 1968 R.S Mosher, thu Hình 1.1 Robot 4... So v i r robot c robot c ng truy n th ng có 2 bánh xe hay 4 bánh xe, r ng t do 3 c p (DOF) có kh chuy bi chuy chuy n r òng, r xe robot 7 1.4 TÓM T 1.[1] Design and Control of an Omnidirectional Mobile Robot with Steerable Omnidirectional Wheels Jae-Bok Song*, Kyung-Seok Byun** *Korea University, ** Mokpo National University Republic of Korea r c robot ph i già và robot công nghi vi r robot này có 2... 3 thi di chuy lo chuy 1987) Tuy nhiên l phó v gi c s c có tên g là “theo d Vì m robot và 8 v x b robot có th c r - truy -quy Ti quan tr r robot không c r r u không ng n C H h s kéo c - H U TE Tuy nhiên, r ch này, tác gi r -SOW) c trong Hình 1.6 robot luôn -SOW là r 3 DOF và 1 DOF gi s chung cho c v 2003) i xe, thì OMR-SOW c -SOW có t - ph ên t s gi C H 9 H U TE Hình 1.6 Robot di OMR-SOW c có m robot. .. r trong ô tô (c c các h robot C H 10 Hình 1.7 Các h H U TE 2.[2] ENERGY EFFICIENT DRIVE OF AN OMNIDIRECTIONAL MOBILE ROBOT WITH STEERABLE OMNIDIRECTIONAL WHEELS Jae-Bok Song, Jeong-Keun Kim Department of Mechanical Engineering, Korea University, Seoul, Korea (Tel : +82-2-3290-3363 ; E-mail: jbsong@korea.ac.kr) Trong bài vi r -SOW) Robot này có th ho ho robot ho su robot / v robot Trong ph - ng t 11... Trang 1.1: Robot 4 chân c 1.2: Xe t 2 ám hi .3 1.3: Robot Shakey -Robot 4 1.4: Tay Robot trên tàu thám hi 1.5: Robot l 5 9 C H 1.6: 1.7: Các h 1.8: Mô t 1.9: K .12 1.10: 13 1.11: Mô hình Robot th 1.12: Chuy .10 -SOW 11 H U TE H 5 .13 .14 1.13: 15 nh 1.14: .16 1.15: 16 1.16: Phân tích l 1.17: 1.18 :Robot 1.19:... 65 PH 69 PH 72 PH C 75 H U TE C H PH iv DANH M T omnidirectional mobile robot) OMR: i DSMC: l) OMS-SOW: Rob xe (Omnidirectional Mobile Robot - Steerable Omnidirectional Wheels) 4WD: B lòng OOMR: BELBIC: B i C H Omnidirectional Mobile Robot) Emotional Learning Bared Intelligent Controller) KC: B H U TE DOF: SMC: road v DANH M CÁC B B ng Trang... theo qu khi m t pháp nhi l d d robot và mô ph thông minh c Vì v , tác gi cách s d l di truy và tránh hi , có th th robot trong th b theo m trình M i bánh xích, tùy ch và rút ra các trên lý thuy , r ã th v GP) Tác gi c ch C H 13 H U TE Hình 1.10 C Hình 1.11 Mô hình Robot th C H 14 H U TE Hình 1.12 Chuy 4 [4] “IEEE Robotics and Automation Society” “Omni-directional robot and adaptive control method... nghi nh H U TE Các h nh… làm cho vi công ngh thi thi robot tr r hú v ROBOT Nó thay th quan tr So v i r ng truy n th ng có 2 bánh xe hay 4 bánh xe, r ng (OMR) có kh di chuy nhanh theo b t có b chuy su chuy is c bi robot i nhà, r ng có công c ng d ng trong òng, r ng, y t v.v th c hi n m pháp và ch u khi n trên Trong lu u khi n c a r trình bày ph ng bám theo qu o x chúng tôi th c hi n k ho ch ma sát, k... adaptive control method for off-road running” Bài báo trình bày r có th b ph n thu th ng trên c l p, và chuy c am c và v n t c c a robot Robot có th ch c xây d ng v i b n có th c g i là " Robot di ng b ph n: thu th p thông tin u khi soát qua t n hành ngoài lòng ct ng c a robot có th t k m t h th ng ki m soát v trí u khi n ch ng tùy o Tác gi c nghi cho OMR Hi u qu c c ki m u khi n thích u khi ã b i nhi . OMR: Robot di đng đa hng (omnidirectional mobile robot) DSMC: iu khin trt vi phân (Differnce Sliding Mode Control) OMS-SOW: Robot di đng đa hng. trt bám theo qu đo mong mun cho robot ba bánh di đng đa hng bám theo đng cong da trên mô hình đng lc hc (Omnidirectional Mobile Robot OMR).