(Luận án tiến sĩ) phân tích kỳ dị và điều khiển trượt mờ robot song song phẳng có kể đến hệ dẫn động

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Vũ Đức Vương PHÂN TÍCH KỲ DỊ VÀ ĐIỀU KHIỂN TRƯỢT MỜ ROBOT SONG SONG PHẲNG CÓ KỂ ĐẾN HỆ DẪN ĐỘNG LUẬN ÁN TIẾN SĨ CƠ HỌC Hà Nội – 2022 ho tro tai file : luanvanchat@gmail.com BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Vũ Đức Vương PHÂN TÍCH KỲ DỊ VÀ ĐIỀU KHIỂN TRƯỢT MỜ ROBOT SONG SONG PHẲNG CÓ KỂ ĐẾN HỆ DẪN ĐỘNG Ngành: Cơ học Mã số: 9440109 LUẬN ÁN TIẾN SĨ CƠ HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Nguyễn Quang Hoàng Hà Nội – 2022 ho tro tai file : luanvanchat@gmail.com LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan tồn nội dung, kết trình bày luận án kết nghiên cứu thân hướng dẫn khoa học PGS.TS Nguyễn Quang Hoàng Trừ phần tham khảo ghi rõ luận án, số liệu, kết nêu luận án trung thực chưa công bố cơng trình khác Hà Nội, ngày tháng năm … Người hướng dẫn Tác giả luận án PGS TS Nguyễn Quang Hoàng Vũ Đức Vương i ho tro tai file : luanvanchat@gmail.com LỜI CẢM ƠN Qua thời gian học tập nghiên cứu Viện Cơ khí, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, đến tơi hồn thành luận án tiến sĩ Luận án hoàn chỉnh nhờ giúp đỡ q thầy cơ, q quan, gia đình, bạn bè đồng nghiệp Với lịng kính trọng biết ơn sâu sắc, tác giả xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành tới: PGS TS Nguyễn Quang Hoàng, người thầy tận tình hướng dẫn truyền cho kinh nghiệm quý báu nghiên cứu khoa học Xin tỏ lòng cảm ơn tới PGS Nguyễn Phong Điền người thầy tư vấn định hướng tiếp cận với lĩnh vực chuyên môn Tác giả xin gửi lời cảm ơn tới Viện Cơ khí - Trường Đại học Bách khoa Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi suốt trình làm luận án Tác giả xin gửi lời cảm ơn tới Bộ môn Cơ học ứng dụng hỗ trợ tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả suốt thời gian học tập nghiên cứu môn Tác giả xin cảm ơn ủng hộ bạn bè, đồng nghiệp giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả trình làm luận án Cuối cùng, tác giả xin chân thành cảm ơn đến gia đình ln sát cánh, động viên ủng hộ tác giả suốt trình làm luận án Vũ Đức Vương ii ho tro tai file : luanvanchat@gmail.com MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i  LỜI CẢM ƠN ii  MỤC LỤC iii  DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT vi  DANH MỤC CÁC BẢNG viii  DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ix  MỞ ĐẦU 1  CHƯƠNG : TỔNG QUAN 3  1.1  Robot robot song song 3  1.1.1  Phân loại robot song song 7  1.1.2  Ứng dụng robot song song 8  1.2  Các phương pháp điều khiển robot 11  1.3  Vấn đề kỳ dị robot song song 13  1.4  Tình hình nghiên cứu ngồi nước 16  1.4.1  Các nghiên cứu nước 17  1.4.2  Các nghiên cứu nước 18  1.5  Hướng nghiên cứu luận án 20  1.6  Kết luận chương 24  CHƯƠNG : PHÂN TÍCH KỲ DỊ ĐỘNG HỌC ROBOT SONG SONG 26  2.1  Mở đầu 26  2.2  Hệ phương trình liên kết robot song song 26  2.3  Phân tích động học thuận robot song song 27  2.4  Phân tích động học ngược robot song song 28  2.4.1  Giải toán động học ngược phương pháp ma trận Jacobi 28  2.4.2  Giải toán động học ngược cho robot song song 3RRR phương pháp giải tích 32  2.4.3  Ước lượng động học cho robot song song 34  2.5  Phân tích kì dị động học robot song song 3RRR 36  2.5.1  Phương pháp xác định cấu hình kỳ dị 36  2.5.2  Giải pháp vượt kỳ dị phân tích động học robot song song 38  iii ho tro tai file : luanvanchat@gmail.com 2.5.3  Mô số vượt kỳ dị động học 40  2.6  Kết luận chương 45  CHƯƠNG : ĐỘNG LỰC HỌC ROBOT SONG SONG CÓ KỂ ĐẾN HỆ DẪN ĐỘNG 46  3.1  Mở đầu 46  3.2  Mơ hình động lực học robot song song có kể đến hệ dẫn động 46  3.2.1  Mơ hình động lực học hệ dẫn động 47  3.2.2  Mơ hình động lực học robot song song có kể đến hệ dẫn động 49  3.2.3  Hệ phương trình vi phân chuyển động với tọa độ suy rộng tối thiểu 58  3.3  Khảo sát động lực học robot song song 60  3.3.1  Bài toán động lực học thuận 61  3.3.2  Bài toán động lực học ngược 62  3.3.3  So sánh kiểm chứng mơ hình chương trình tính 63  3.4  Vấn đề ổn định hóa liên kết 66  3.4.1  Phương pháp Baumgarte 66  3.4.2  Phương pháp chiếu hiệu chỉnh 67  3.5  Vượt kỳ dị phân tích động lực học robot song song 70  3.5.1  Cơ sở phương pháp 70  3.5.2  Nội dung mô số 72  3.5.3  Kết mô 72  3.6  Kết luận chương 73  CHƯƠNG : ĐIỀU KHIỂN TRƯỢT ROBOT SONG SONG CÓ KỂ ĐẾN HỆ DẪN ĐỘNG 75  4.1  Mở đầu 75  4.2  Một số điều khiển truyền thống cho robot song song 76  4.2.1  Điều khiển vị trí - điều khiển PD+bù trọng lực 76  4.2.2  Điều khiển PID dựa mơ men tính tốn 76  4.3  Điều khiển trượt robot song song không gian khớp 78  4.3.1  Xây dựng luật điều khiển 78  4.3.2  Nội dung mô số 81  4.3.3  Kết mô số 81  iv ho tro tai file : luanvanchat@gmail.com 4.4  Điều khiển trượt robot song song không gian thao tác 82  4.4.1  Biến đổi hệ phương trình động học dạng tọa độ tối thiểu không gian thao tác 82  4.4.2  Xây dựng luật điều khiển không gian thao tác 83  4.4.3  Mô số 87  4.5  Kết luận chương 89  CHƯƠNG : ĐIỀU KHIỂN TRƯỢT MỜ ROBOT SONG SONG CÓ KỂ ĐẾN HỆ DẪN ĐỘNG 90  5.1  Mở đầu 90  5.2  Cơ sở hoạt động điều khiển mờ 90  5.2.1  Mờ hóa 91  5.2.2  Luật hợp thành 92  5.2.3  Giải mờ 93  5.3  Sử dụng điều khiển trượt mờ để bù thành phần nhiễu bất định thông số 96  5.3.1  Cơ sở phương pháp 96  5.3.2  Nội dung mô 98  5.3.3  Kết mô 98  5.4  Sử dụng điều khiển trượt mờ điều khiển bám quỹ đạo 99  5.4.1  Cơ sở phương pháp 99  5.4.2  Nội dung mô số 102  5.4.3  Kết mô số 102  5.5  Kết luận chương 104  KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 105  DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA LUẬN ÁN 107  TÀI LIỆU THAM KHẢO 108  v ho tro tai file : luanvanchat@gmail.com DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT TT Ký hiệu Mô tả M Ma trận khối lượng C Ma trận ly tâm Coriolis Js Ma trận Jacobi JT Ma trận Jacobi tịnh tiến JR Ma trận Jacobi quay IC Ma trận mơ men qn tính khối Im Ma trận mơ men qn tính khối rơ to động g Véc tơ gia tốc trọng trường n Số bậc tự hệ 10 m Số tọa độ suy rộng không gian thao tác 11 r Số tọa độ suy rộng dư hay số nhân tử Lagrange 12 q Véc tơ tọa độ khớp 13 q Véc tơ vận tốc khớp 14 q Véc tơ gia tốc khớp 15 qa Véc tơ tọa độ suy rộng khớp chủ động 16 q a Véc tơ vận tốc suy rộng khớp chủ động 17 qa Véc tơ gia tốc suy rộng khớp chủ động 18 qi Véc tơ tọa độ suy rộng độc lập 19 qd Véc tơ tọa độ suy rộng phụ thuộc 20 x Véc tơ tọa độ bàn máy động 21 x Véc tơ vận tốc bàn máy động 22  x Véc tơ gia tốc bàn máy động 23 z Véc tơ tọa độ dư 24 f Véc tơ phương trình liên kết 25 a Véc tơ mô men/ lực dẫn động 26  Véc tơ nhân tử Lagrange 27 u Véc tơ lực điều khiển vi ho tro tai file : luanvanchat@gmail.com 28 e Véc tơ sai số 29 rg Tỉ số truyền hộp giảm tốc 30 l1 Chiều dài khâu chủ động chân robot 31 l2 Chiều dài khâu bị động chân robot 32  Véc tơ vận tốc góc khâu 33 T Biểu thức động 34  Biểu thức 35 V Hàm Lyapunov 36 N Ma trận bù ma trận Jacobi TT Chữ viết tắt 3RRR 3RPR PD PID GA DLS SVD Mô tả Robot song song phẳng chân, với trình tự khớp chân Revolute – Revolute - Revolute Robot song song phẳng chân, với trình tự khớp chân Revolute – Prismatic - Revolute Bộ điều khiển tỷ lệ - đạo hàm (Proportional – Derivate) Bộ điều khiển tỷ lệ - tích phân – đạo hàm (Proportional - Integral – Derivate) Giải thuật di truyền (Genetic algorithm) Phương pháp bình phương tối thiểu (Damped Least Squares) Phương pháp phân rã giá trị kỳ dị (Singular Value Decomposition) DC Motor Động điện chiều SMC Bộ điều khiển trượt (Sliding Mode Control) vii ho tro tai file : luanvanchat@gmail.com DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: So sánh robot chuỗi robot song song 6  Bảng 1.2: Bảng thông số robot song song 3RRR 24  Bảng 3.1: Các tọa độ suy rộng ký hiệu 47  Bảng 5.1: Bảng suy diễn mờ cho hệ số v 97  Bảng 5.2: Bảng luật điều khiển FSMC 100  viii ho tro tai file : luanvanchat@gmail.com 5.5 Kết luận chương Cùng với phát triển xã hội, robot ngày sử dụng rộng rãi đóng góp nhiều cho sản xuất Cùng với đó, chiến lược điều khiển robot cần cải tiến liên tục nhằm nâng cao chất lượng điều khiển đáp ứng tốt yêu cầu thời đại Trong chương này, thuật toán điều khiển trượt mờ cho robot song song đề xuất áp dụng Bộ điều khiển đem lại ưu điểm bật điều khiển mờ điều khiển trượt đặc biệt áp dụng cho hệ phi tuyến robot song song Thuật toán điều khiển thiết kế dựa mơ hình động lực robot song song có bao gồm mô tả động dẫn động Điều giúp cho q trình mơ xác hơn, sát với thực tế Các kết mô số Matlab cho thấy tính hiệu thuật tốn đề xuất Các nội dung trình bày chương tác giả công bố báo khoa học số 10, 11 “Danh mục cơng trình cơng bố luận án” 104 ho tro tai file : luanvanchat@gmail.com KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Nội dung luận án Động lực học điều khiển robot song song phần giữ vài trò quan trọng định đến độ xác đáp ứng vị trí hướng bàn máy động robot song song Đây lĩnh vực nhận nhiều quan tâm tác giả giới Luận án sử dụng lý thuyết động học, động lực học hệ nhiều vật có cấu trúc mạch vòng để phát triển nội dung nghiên cứu cho robot song song Quá trình nghiên cứu động lực học cho robot song song, nhà nghiên cứu thường sử dụng hệ chương trình tính tốn động lực học hệ nhiều vật Adams hay Simpack tính tốn số dạng toán cụ thể hệ Hoặc sử dụng phương pháp tổng quát sử dụng phần mềm số Maple, Matlab để giải phương trình vi phân chuyển động hệ Đây phương pháp lựa chọn sử dụng cho nội dung nghiên cứu luận án Quá trình nghiên cứu điều khiển robot song song, nhà nghiên cứu thường sử dụng phương pháp phân tích động lực học kết hợp với thông tin đo đạc hệ thực tế làm sở định điều khiển khâu thao tác Ngoài ra, phương án sử dụng phân tích động học để đưa biến trung gian hỗ trợ điều khiển trình bày Luận án gồm năm chương Chương trình bày số vấn đề tổng quan chung định hướng nghiên cứu Chương hai trình bày động học phân tích kỳ dị robot song song Trong chương giải pháp vượt kỳ dị động học đưa kiểm chứng qua việc mô số Chương ba động lực học robot song song có kể đến ảnh hưởng động dẫn động trình bày, việc đưa mơ hình động lực học sát với thực tế giúp cho việc điều khiển robot đạt chất lượng tốt Chương bốn trình bày giải pháp điều khiển trượt cho robot song song không gian thao tác Chương năm trình bày điều khiển trượt mờ nhằm kết hợp ưu điểm hai dạng điều khiển thuật toán đề xuất Các tham số điều khiển tối ưu thuật toán di truyền để đem lại chất lượng điều khiển tốt Các kết mô số chứng minh tính ưu việt thuật tốn đề xuất Các đóng góp luận án Nội dung luận án đưa số đóng góp sau: 105 ho tro tai file : luanvanchat@gmail.com Luận án đưa sở xây dựng mơ hình động lực học robot song song có kể đến động dẫn động Các yếu tố động lực học chúng có ảnh hưởng tới chuyển động chung robot Việc mơ tả giúp cho mơ hình động lực học mô tả sát thực với thực tế hơn, q trình thiết kế điều khiển mơ hoạt động robot xác mơ hình khơng mơ tả đầy đủ Phân tích kỳ dị giải pháp vượt kỳ dị động học, động lực học cho robot song song tác giả đề xuất thực nghiệm số Trong đó, định thức ma trận Jacobi tính tốn để nhận biết vùng lân cận điểm kỳ dị, sau thuật tốn đề xuất áp dụng robot vào vùng Điều giúp cho robot di chuyển khơng gian làm việc cách trơn tru Điều khiển robot song song trực tiếp từ không gian thao tác giải Đây dạng điều khiển với tín hiệu phản hồi thơng tin từ khơng gian thao tác nên giúp cho việc điều khiển trở nên thuận tiện cho người sử dụng Nội dung nghiên cứu góp phần hồn thiện sở lý thuyết cho tiến lĩnh vực điều khiển robot song song Giải pháp ước lượng tham số động học robot song song trình bày nhằm thu thập thơng tin biến khớp bị động robot Trong số trường hợp, việc thu thập tất thông tin thực tế tọa độ suy rộng dư khó đạt số vị trí khó lắp đặt cảm biến encoder, từ yêu cầu giảm giá sản phẩm Giải pháp đem lại cho nhà thiết kế robot song song thêm lựa chọn hữu ích việc thu thập thông tin điều khiển robot Một thuật tốn điều khiển trượt mờ cho rơ bốt song song trình bày Sự kết hợp điều khiển trượt điều khiển mờ khắc phục nhược điểm điều khiển trượt đồng thời trì ưu điểm chúng việc điều khiển hệ thống phi tuyến phức tạp rô bốt song song Bộ điều khiển kết hợp trượt mờ khắc phục bất định nhiễu rô bốt, đồng thời trì chất lượng tốt cho hoạt động rô bốt song song Các thực nghiệm số robot song song phẳng 3RRR minh chứng cho nội dung đề cập tương ứng luận án Kiến nghị nghiên cứu Những nghiên cứu luận án tiền đề để tác giả phát triển nội dung bao gồm: Nghiên cứu động lực học điều khiển cho loại robot song song có khớp mềm Điều khiển robot song song dựa thị giác máy Nghiên cứu động lực học điều khiển robot song song có khâu đàn hồi Điều khiển robot song song không gian, dư đẫn động 106 ho tro tai file : luanvanchat@gmail.com DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA LUẬN ÁN Nguyễn Quang Hồng Vũ Đức Vương (2015) Ứng dụng thuật giải di truyền toán động học ngược robot chuỗi song song Hội nghị toàn quốc lần thứ ba Điều khiển Tự động hóa, p.257-263 Nguyễn Quang Hồng, Vũ Đức Vương Nguyễn Văn Quyền (2016) Mơ hình hóa điều khiển robot song song dẫn động động điện chiều không gian thao tác Hội nghị Khoa học toàn quốc lần thứ Cơ kỹ thuật Tự động hóa, Hà Nội, 65–72 N.Q Hoang, V.D Vuong, N.V Quyen (2016) Modeling and Model-Based Controller Design for 3RRR Planar Parallel Robots Driven by DC Motors in Joint Space The 4th International Conference on Engineering Mechanics and Automation (ICEMA 4), 114–123 Nguyễn Quang Hoàng, Vũ Đức Vương Nguyễn Tùng Lâm (2017) Vượt kỳ dị mô động lực học robot song song sử dụng không gian bù ma trận Jacobi Hội nghị học toàn quốc lần thứ X, 182–192 N.Q Hoang, V.D Vuong (2017) Sliding mode control for a Planar parallel robot driven by electric motors in a task space Journal of Computer Science and Cybernetics, 33(4), 325–337 Nguyễn Quang Hoàng, Vũ Đức Vương Nguyễn Tùng Lâm (2017) Phân tích động học kỳ dị robot song song phẳng ba bậc tự Hội nghị học toàn quốc lần thứ X, 193–202 Nguyễn Quang Hoàng, Vũ Đức Vương Nguyễn Tùng Lâm (2018) Điều khiển robot song song phẳng 3RRR dựa mô hình động lực ước lượng động học Hội Nghị Khoa Học Và Cơng Nghệ Tồn Quốc Về Cơ Khí Lần Thứ V - VCME 2018, Hà Nội, 1192–1202 N.Q Hoang, V.D Vuong (2019) Controller design based on a kinematic estimator for a 3rrr planar parallel robot driven by electric motors Vietnam Journal of Science and Technology, 57(4A), 95–106 N.Q Hoang, V.D Vuong (2019) Differential Equations of Motion in Matrix Form of a Multibody System Driven by Electric Motors Vietnam Journal of Mechanics, 41(4) 10 V.D Vuong, N.Q Hoang, N.T Duy (2019) Control Parallel Robots Driven by DC Motors Using Fuzzy Sliding Mode Controller and Optimizing Parameters by Genetic Algorithm Advances in Engineering Research and Application, 202–214 11 Nguyễn Quang Hoàng, Nguyễn Tùng Lâm Vũ Đức Vương (2019) Điều khiển robot song song dẫn động động chiều sử dụng điều khiển trượt mờ Hội nghị Cơ học kỹ thuật toàn quốc Kỷ nệm 40 năm thành lập Viện Cơ học 107 ho tro tai file : luanvanchat@gmail.com TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] J E Gwinnett (1931), “Amusement device, Patent 1789680.” Google Patents [2] V E Gough (1957), “Contribution to discussion of papers on research in automobile stability, control and tyre performance,” Proc of Auto Div Inst Mech Eng., vol 171, pp 392–395 [3] D Stewart (1965), “A platform with six degrees of freedom,” Proceedings of the institution of mechanical engineers, vol 180, no 1, pp 371–386 [4] R Clavel (1988), “A fast robot with parallel geometry,” in Proc Int Symposium on Industrial Robots, 1988, pp 91–100 [5] Siciliano and Khatib (2008), Springer Handbook of Robotics Springer, 2008 [6] S Y Nof (1999), Handbook of industrial robotics, vol John Wiley & Sons, 1999 [7] Y D Patel and P M George (2012), “Parallel manipulators applications—a survey,” Modern Mechanical Engineering, vol 2, no 03, p 57 [8] J.-P Merlet (2006), Parallel Robots, vol 208, no 49 Springer Science & Business Media, 2006 doi: 10.1007/1-4020-4133-0 [9] J Wang, C Wu, and X.-J Liu (2010), “Performance evaluation of parallel manipulators: Motion/force transmissibility and its index,” Mechanism and Machine Theory, vol 45, no 10, pp 1462–1476 [10] H D Taghirad (2013), Parallel robots: mechanics and control, vol 208, no 49 CRC press, 2013 doi: 10.1007/1-4020-4133-0 [11] M Wapler, V Urban, T Weisener, J Stallkamp, M Dürr, and A Hiller (2003), “A Stewart platform for precision surgery,” Transactions of the Institute of Measurement and Control, vol 25, no 4, pp 329–334 [12] R Kelly, V Davila, and J Perez (2006), Control of robot manipulators in joint space Springer, 2006 doi: 10.1007/b135572 [13] S Liu, Z Qiu, and X Zhang (2017), “Singularity and path-planning with the working mode conversion of a 3-DOF 3-RRR planar parallel manipulator,” Mechanism and Machine Theory, vol 107, pp 166–182, doi: https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2016.09.004 [14] I A Bonev and C M Gosselin (2002), “Geometric analysis of parallel mechanisms,” 2002 108 ho tro tai file : luanvanchat@gmail.com [15] C Gosselin and J Angeles (1990), “Singularity analysis of closed-loop kinematic chains,” IEEE Transactions on Robotics and Automation, vol 6, no 3, pp 281–290, doi: 10.1109/70.56660 [16] O Ma and J Angeles (1991), “Architecture singularities of platform manipulators,” in Proceedings 1991 IEEE International Conference on Robotics and Automation, 1991, pp 1542–1547 vol.2 doi: 10.1109/ROBOT.1991.131835 [17] D Zlatanov, R G Fenton, and B Benhabib (1994), “Analysis of the instantaneous kinematics and singular configurations of hybrid-chain manipulators,” in 23rd ASME Biennial Mechanisms Conference, 1994, pp 11– 14 [18] D Zlatanov, I A Bonev, and C M Gosselin (2002), “Constraint singularities of parallel mechanisms,” in International Conference on Robotics and Automation , 2002, vol 1, pp 496–502 vol.1 doi: 10.1109/ROBOT.2002.1013408 [19] D Zlatanov, R G Fenton, and B Benhabib (1994), “Singularity analysis of mechanisms and robots via a velocity-equation model of the instantaneous kinematics,” in Proceedings of the 1994 IEEE International Conference on Robotics and Automation, 1994, pp 986–991 vol.2 doi: 10.1109/ROBOT.1994.351325 [20] M.-H Perng and L Hsiao (1999), “Inverse Kinematic Solutions for a Fully Parallel Robot with Singularity Robustness,” The International Journal of Robotics Research, vol 18, no 6, pp 575–583, doi: 10.1177/02783649922066402 [21] C W Wampler (1986), “Manipulator Inverse Kinematic Solutions Based on Vector Formulations and Damped Least-Squares Methods,” IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics, vol 16, no 1, pp 93–101, doi: 10.1109/TSMC.1986.289285 [22] A A Maciejewski and C A Klein (1989), “The singular value decomposition: Computation and applications to robotics,” The International journal of robotics research, vol 8, no 6, pp 63–79, doi: 10.1177/027836498900800605 [23] J.-P Merlet (1989), “Singular configurations of parallel manipulators and Grassmann geometry,” The international journal of robotics research, vol 8, no 5, pp 45–56, doi: 10.1177/027836498900800504 109 ho tro tai file : luanvanchat@gmail.com [24] F C Park and J W Kim (1999), “Singularity analysis of closed kinematic chains,” Transactions-American Society Of Mechanical Engineers Journal Of Mechanical Design, vol 121, pp 32–38 [25] O Bohigas, M Manubens, and L Ros (2017), Singularities of Robot Mechanisms: Numerical Computation and Avoidance Path Planning, vol 41 Springer, 2017 doi: 10.1007/978-3-319-32922-2 [26] D Van Phong and N Q Hoang (2012), “Singularity-free simulation of closed loop multibody systems by using null space of Jacobian matrix,” Multibody System Dynamics, vol 27, no 4, pp 487–503, doi: 10.1007/s11044-011-9291-6 [27] J G De Jalon and E Bayo (2012), Kinematic and dynamic simulation of multibody systems: the real-time challenge Springer Science & Business Media, 2012 [28] L.-W Tsai (1999), Robot analysis: the mechanics of serial and parallel manipulators John Wiley & Sons, 1999 [29] R M Murray, Z Li, S S Sastry, and S S Sastry (1994), A mathematical introduction to robotic manipulation CRC press, 1994 [30] T R Kane and D A Levinson (1985), Dynamics, theory and applications McGraw Hill, 1985 [31] Nguyễn Văn Khang (2007), Động lực học hệ nhiều vật NXB Khoa học Kỹ thuật, 2007 [32] O Castillo and P Melin (2008), “Type-2 Fuzzy Logic: Theory and Applications,” Springer-Verlag [33] H C Huang, C M Chu, and J S Pan (2009), “The optimized copyright protection system with genetic watermarking,” Soft Comput, pp 333–343 [34] O Castillo and P Melin (2003), “Soft Computing and Fractal Theory for Intelligent Manufacturing,” Springer-Verlag [35] N Van Khang and N P Dien (2007), “Balancing conditions of spatial mechanisms,” Mechanism and Machine Theory, vol 42, no 9, pp 1141–1152, doi: https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2006.08.007 [36] N van Khang, N P Dien, and H M Cuong (2009), “Linearization and parametric vibration analysis of some applied problems in multibody systems,” Multibody System Dynamics, vol 22, no 2, pp 163–180, doi: 10.1007/s11044-009-9156-4 110 ho tro tai file : luanvanchat@gmail.com [37] N Van Khang, N Q Hoang, N D Dung, and N Van Quyen (2016), “Modelbased Control of a 3-PRS Spatial Parallel Robot in The Space of Redundant Coordinates,” Journal of Science & Technology, vol 112, pp 049–053 [38] Đinh Văn Phong Đỗ Trần Thắng (2009), “Vấn đề tương tác Robot với môi trường không gian làm việc làm việc,” Hội nghị học toàn quốc [39] Nguyễn Quang Hồng (2009), “Về tốn nhận dạng động học động lực học rôbốt công nghiệp,” Tuyển tập Hội nghị khoa học cơng nghệ khí chế tạo tồn quốc lần thứ hai [40] N P Dien and N Van Khang (2012), Dynamic force analysis of a six-link planar mechanism under consideration of friction at the joints, vol 26 2012 doi: 10.15625/0866-7136/26/2/5690 [41] N C Ho and H Nam (1999), “A theory of refinement structure of hedge algebras and its applications to fuzzy logic,” Banach Center Publications, vol 46, no 1, pp 63–91 [42] N C Ho and W Wechler (1992), “Extended hedge algebras and their application to fuzzy logic,” Fuzzy Sets and Systems, vol 52, no 3, pp 259– 281, doi: http://dx.doi.org/10.1016/0165-0114(92)90237-X [43] S Algermissen and M Sinapius (2010), “Robust gain scheduling for smartstructures in parallel robots,” in Robotic Systems for Handling and Assembly, Springer, 2010, pp 159–174 [44] S Algermissen, R Keimer, M Rose, E Breitbach, and H P Monner (2005), “Applied robust control for vibration suppression in parallel robots,” in Proceedings of 22nd International Symposium on Automation and Robotics in Construction (ISARC), 2005, pp 1–8 [45] Nguyễn Văn Khang, Nguyễn Đình Dũng, Nguyễn Văn Quyền (2016), “Điều khiển bám quỹ đạo robot song song Delta không gian 3-PRS dựa mơ hình hệ phương trình vi phân đại số,” Hội nghị toàn quốc Cơ điện tử 2016 (VCM2016) [46] Nguyễn Văn Khang, Chu Anh Mỳ (2011), Cơ sở Robot Công nghiệp NXB Khoa học Kỹ thuật, 2011 [47] N Van Khang and N P Dien (2007), “Balancing conditions for spatial mechanisms,” Mechanism and Machine Theory, vol 22, no 9, pp 1141–1152, doi: https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2006.08.007 111 ho tro tai file : luanvanchat@gmail.com [48] N Van Khang (2011), “Kronecker product and a new matrix form of Lagrangian equations with multipliers for constrained multibody systems,” Mechanics Research Communications, vol 38, no 4, pp 294–299, doi: https://doi.org/10.1016/j.mechrescom.2011.04.004 [49] Nguyễn Văn Khang, Nguyễn Thành Công “Về hai phương pháp giải toán động lực học ngược robot song song,” in Hội nghị toàn quốc lần điện tử VCM 2012, pp 574–583 [50] Nguyễn Văn Khang, Nguyễn Văn Quyền (2015), “Nghiên cứu so sánh vài phương pháp giải hệ phương trình vi phân-đại số hệ nhiều vật có cấu trúc mạch vịng,” 2015 [51] Đỗ Sanh, Đinh Văn Phong, Đỗ Đăng Khoa (2015), “Khảo sát động lực học cấu Quick – Return,” Hội nghị Khoa học Cơng nghệ tồn quốc khí lần 4, pp 803–811 [52] D Sanh (2015), “A method for solving the motion equations of constrained systems,” 2015 [53] C A My (2016), “Inverse kinematics of a serial-parallel robot used in hot forging process,” Vietnam Journal of Mechanics, vol 38, no 2, pp 81–88 [54] C A My and M Parnichkun (2015), “Kinematics performance and structural analysis for the design of a serial-parallel manipulator transferring a billet for a hot extrusion forging process,” International Journal of Advanced Robotic Systems, vol 12, no 12, p 186 [55] C A My and V T Trung (2016), “Design Analysis for a Special SerialParallel Manipulator Transferring Billet for Hot Extrusion Forging Process,” Vietnam Journal of Science and Technology, vol 54, no 4, p 545 [56] Lê Hồi Quốc, Nguyễn Minh Thạnh (2012), “Phân tích cấu hình đặc biệt cấu song song dùng tọa độ Plucker,” Hội nghị toàn quốc lần điện tử VCM 2012, pp 187–194 [57] Lê Hoài Quốc, Nguyễn Minh Thạnh (2011), “Mơ hình hóa hệ tay máy song song xây dựng trung tâm gia công máy phay CNC trục ảo, Hội nghị toàn quốc lần Điều khiển Tự động hóa VCCA-2011,” Hội nghị tồn quốc lần Điều khiển Tự động hóa VCCA-2011, pp 200–206 [58] C A My and V X Hai (2013), “Generalized pseudo inverse kinematics at singularities for developing five-axes CNC machine tool postprocessor,” Vietnam Journal of Mechanics, vol 35, no 2, pp 147–155 112 ho tro tai file : luanvanchat@gmail.com [59] W Khalil and E Dombre (2004), Modeling, identification and control of robots Butterworth-Heinemann, 2004 [60] B Denkena and C Holz (2006), “Advanced position and force control concepts for the linear direct driven hexapod PaLiDA,” in Chemnitz Parallel Kinematics Seminar, 2006, vol 33, pp 359–378 [61] J Luh, M Walker, and R Paul (1980), “Resolved-acceleration control of mechanical manipulators,” IEEE Transactions on Automatic Control, vol 25, no 3, pp 468–474 [62] S.-D Stan, R Bălan, V Mătieş, E Teuţan, and T Vlad (2008), “Design and control simulations of ISOGLIDE3 parallel robot,” in Proceedings of the 8th conference on Applied informatics and communications, 2008, pp 272–275 [63] N R Cazarez-Castro, L T Aguilar, and O Castillo (2008), “Hybrid geneticfuzzy optimization of a type-2 fuzzy logic controller,” Proceedings of the 8th International Conference on Hybrid Intelligent Systems, pp 216–221 [64] D Wu and W Tan (2006), “Genetic learning and performance evaluation of interval type-2 fuzzy logic controllers,” Artif Intell, pp 829–841 [65] L Beji, A Abichou, and M Pascal (1998), “Tracking control of a parallel robot in the task space,” in International Conference on Robotics and Automation, 1998, vol 3, no May, pp 2309–2314 doi: 10.1109/ROBOT.1998.680667 [66] K Yamane, Y Nakamura, M Okada, N Komine, and K Yoshimoto (2005), “Parallel dynamics computation and H∞ acceleration control of parallel manipulators for acceleration display” [67] S Kock and W Schumacher (2000), “Control of a fast parallel robot with a redundant chain and gearboxes: experimental results,” in International Conference on Robotics and Automation, 2000, vol 2, pp 1924–1929 [68] F Marquet, S Krut, O Company, and F Pierrot (2001), “A new redundant parallel mechanism-modeling, control and first results,” in International Conference on Intelligent Robots and Systems, 2001, vol 1, pp 183–188 [69] M Callegari, M.-C Palpacelli, and M Principi (2006), “Dynamics modelling and control of the 3-RCC translational platform,” Mechatronics, vol 16, no 10, pp 589–605 [70] A Vivas and P Poignet (2005), “Predictive functional control of a parallel robot,” Control Engineering Practice, vol 13, no 7, pp 863–874 113 ho tro tai file : luanvanchat@gmail.com [71] D Shiferaw and A Jain (2015), “Comparision of Joint Space and Task Space Integral Sliding Mode Controller Implementations for a 6DOF Parallel Robot,” Recent Researches in Multimedia Systems, Signal Processing, Robotics, Control and Manufacturing Technology Comparision, no MARCH 2011, pp 163–169 [72] C L Collins and G L Long (1995), “The singularity analysis of an in-parallel hand controller for force-reflected teleoperation,” IEEE Transactions on Robotics and Automation, vol 11, no 5, pp 661–669 [73] D Basu and A Ghosal (1997), “Singularity analysis of platform-type multiloop spatial mechanisms,” Mechanism and Machine Theory, vol 32, no 3, pp 375–389 [74] S K Ider (2005), “Inverse dynamics of parallel manipulators in the presence of drive singularities,” Mechanism and Machine Theory, vol 40, no 1, pp 33– 44, doi: https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2004.05.007 [75] M Özdemir (2008), “Inverse dynamics control of parallel manipulators around singular configurations.” [76] S K Ider (2004), “Singularity robust inverse dynamics of planar 2-RPR parallel manipulators,” Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science, vol 218, no 7, pp 721–730, doi: 10.1243/0954406041319527 [77] S K K Ider and F M L M L Amirouche (1989), “Numerical stability of the constraints near singular positions in the dynamics of multibody systems,” Computers & structures, vol 33, no 1, pp 129–137, doi: 10.1016/00457949(89)90135-1 [78] I A Bonev and C M Gosselin (2002), “Geometric analysis of parallel mechanisms,” 2002 [79] R S Hartenberg and J Denavit (1964), Kinematic synthesis of linkages McGraw-Hill, 1964 [80] G Antonelli, G Indiveri, and S Chiaverini (2009), “Prioritized closed-loop inverse kinematic algorithms for redundant robotic systems with velocity saturations,” in International Conference on Intelligent Robots and Systems, 2009, pp 5892–5897 doi: 10.1109/IROS.2009.5354636 [81] D L Peiper (1968), “The kinematics of manipulators under computer control,” Stanford univ ca dept of computer science, 1968 114 ho tro tai file : luanvanchat@gmail.com [82] D Van Phong (1999), “An algorithm for deriving equations of motion of constrained mechanical system,” Vietnam Journal of Mechanics, vol 21, no 1, pp 36–44 [83] R A Wehage and Ej Haug (1982), “Generalized coordinate partitioning for dimension reduction in analysis of constrained dynamic systems,” Journal of mechanical design, vol 104, no 1, pp 247–255 [84] L Sciavicco, B Siciliano, L Villani, and G Oriolo (2011), “Robotics: Modelling, planning and Control, ser Advanced Textbooks in Control and Signal Processing.” Berlin, Germany: Springer-Verlag [85] C Wagner and H Hagras (2007), “A genetic algorithm based architecture for evolving type-2 fuzzy logic controllers for real world autonomous mobile robots,” Proceedings of the IEEE Conference on Fuzzy Systems [86] M Kumar, M Husian, N Upreti, and D Gupta (2010), “Genetic Algorithm: Review and Application,” International Journal of Information Technology and Knowledge Management, vol 2, no 2, pp 451–454 [87] T A El-Mihoub, A A Hopgood, L Nolle, and A Battersby (2006), “Hybrid Genetic Algorithms : A Review,” Engineering Letters, vol 11, no August, pp 124–137 [88] I Abuiziah and N Shakarneh (2013), “A Review of Genetic Algorithm Optimization: Operations and Applications to Water Pipeline Systems,” International Journal of Physical, Nuclear Science and Engineering, vol 7, no 12, pp 64–70 [89] N Q Hoang and N Van Khang (2012), “On the influence of inverse kinematics algorithms on the driving moment of redundant serial and parallel manipulators,” International Symposium on Dynamics and Control, pp 258– 272 [90] Abo Shanab and R Foaad (2014), “An Efficient Method for Solving the Direct Kinematics of Parallel Manipulators Following a Trajectory,” Journal of Automation and Control Engineering, vol 2, no 3, pp 228–233, doi: 10.12720/joace.2.3.228-233 [91] K.-C Chiou and S.-J Huang (2005), “An adaptive fuzzy controller for robot manipulators,” Mechatronics, vol 15, no 2, pp 151–177, doi: https://doi.org/10.1016/j.mechatronics.2004.07.005 115 ho tro tai file : luanvanchat@gmail.com [92] K D Young (1978), “Controller Design for a Manipulator Using Theory of Variable Structure Systems,” IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics, vol 8, no 2, pp 101–109, doi: 10.1109/TSMC.1978.4309907 [93] E Sebastián and M A Sotelo (2007), “Adaptive Fuzzy Sliding Mode Controller for the Kinematic Variables of an Underwater Vehicle,” Journal of Intelligent and Robotic Systems, vol 49, no 2, pp 189–215, doi: 10.1007/s10846-007-9144-y [94] K Rosquist (2013), “Modelling and Control of a Parallel Kinematic Robot,” p 65 [95] D Oetomo, H C Liaw, G Alici, and B Shirinzadeh (2006), “Direct kinematics and analytical solution to 3RRR parallel planar mechanisms,” 9th International Conference on Control, no December, pp 5–8, doi: 10.1109/ICARCV.2006.345064 [96] N Q Hoang, V D Vuong, and N van Quyen (2016), “Modeling and ModelBased Controller Design for 3RRR Planar Parallel Robots Driven by DC Motors in Joint Space,” in The 4th International Conference on Engineering Mechanics and Automation (ICEMA 4), 2016, vol 4, pp 114–123 [97] J C G Orden, J M Goicolea, and J Cuadrado (2007), Multibody dynamics: Computational methods and applications, vol Springer Science & Business Media, 2007 [98] N Van Khang (2007), Dynamics of Multibody Systems HaNoi: Science an Technology Publishing House, 2007 [99] R M Murray, Z Li, and S S Sastry (2014), A mathematical introduction to robotic manipulation CRC press, 2014 [100] T Geike and J McPhee (2003), “Inverse dynamic analysis of parallel manipulators with full mobility,” Mechanism and Machine Theory, vol 38, no 6, pp 549–562, doi: https://doi.org/10.1016/S0094-114X(03)00008-9 [101] J Baumgarte (1972), “Stabilization of constraints and integrals of motion in dynamical systems,” Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, vol 1, no 1, pp 1–16, doi: 10.1016/0045-7825(72)90018-7 [102] N Van Khang (2010), “Consistent definition of partial derivatives of matrix functions in dynamics of mechanical systems,” Mechanism and machine theory, vol 45, no 7, pp 981–988 116 ho tro tai file : luanvanchat@gmail.com [103] E Bayo and R Ledesma (1996), “Augmented lagrangian and mass-orthogonal projection methods for constrained multibody dynamics,” Nonlinear Dynamics, vol 9, no 1, pp 113–130, doi: 10.1007/BF01833296 [104] C D Meyer (2000), Matrix analysis and applied linear algebra, vol 71 Siam, 2000 [105] F M L Amirouche and C.-W Tung (1990), “Regularization and stability of the constraints in the dynamics of multibody systems,” Nonlinear Dynamics, vol 1, no 6, pp 459–475, doi: 10.1007/bf01856949 [106] J.-J Slotine (1984), “Sliding controller design for non-linear systems,” International Journal of Control, vol 40, no 2, pp 421–434, doi: 10.1080/00207178408933284 [107] J.-J E Slotine and W Li (1991), Applied nonlinear control, vol 199, no Prentice hall Englewood Cliffs, NJ, 1991 [108] H N Iordanou and B W Surgenor (1997), “Experimental evaluation of the robustness of discrete sliding mode control versus linear quadratic control,” IEEE Transactions on control systems technology, vol 5, no 2, pp 254–260 [109] V I Utkin (2013), Sliding modes in control and optimization Springer Science & Business Media, 2013 [110] M Ertugrul and O Kaynak (1998), “Neural computation of the equivalent control in sliding mode for robot trajectory control applications,” in International Conference on Robotics and Automation, 1998, vol 3, pp 2042– 2047 [111] F Harashima, H Hashimoto, and K Maruyama (1986), “Practical robust control of robot arm using variable structure system,” in International Conference on Robotics and Automation, 1986, vol 3, pp 532–539 [112] E Z Taha and S Kawaji (1993), “Robust control of a constrained robot arm,” in International Conference on Intelligent Robots and Systems, 1993, vol 1, pp 91–96 [113] M Hamerlain (1995), “Robust control with reduced knowledge of unmodeled dynamics using sliding mode: application to robot manipulators,” in Proceedings of Tenth International Symposium on Intelligent Control, 1995, pp 261–268 [114] L A Zadeh (1965), “Fuzzy sets,” Information and control, vol 8, no 3, pp 338–353 117 ho tro tai file : luanvanchat@gmail.com [115] D Dubois, W Ostasiewicz, and H Prade (2000), “Fuzzy sets: history and basic notions,” Fundamentals of fuzzy sets, p 21, doi: 10.1007/978-1-4615-44296_2 [116] W Siler and J J Buckley (2004), “Fuzzy expert systems and fuzzy reasoning,” Fuzzy Expert Systems and Fuzzy Reasoning [117] D Dubois and H Prade (1999), “Sets in Approximate Reasoning and Information Systems,” Kluwer Academic Publishers [118] N K Kasa (1998), “Foundations of Neural Networks, Fuzzy Systems and Knowledge Engineering,” The MIT Press [119] R Kruse, K F, and N D (1992), “Fuzzy Sets, Fuzzy Controllers and Neural Networks,” Scientific Journal of the Humboldt-University of Berlin, vol 41, no 4, pp 99–120 [120] L C S George and L Chin-Teng (1995), “Neural Fuzzy Systems: A NeuroFuzzy Synergism to Intelligent Systems,” Prentice-Hall International, Inc [121] W Pedrycz and J V Oliveira de (2007), “Advances in Fuzzy Clustering and Its Applications,” John Wiley & Sons Ltd [122] D E Goldberg (1989), “Genetic Alogorithms in Search,” Optimization & Machine Learning 118 ho tro tai file : luanvanchat@gmail.com ... việc robot song song không cần giải pháp vượt kỳ dị hiệu mà cần đến phương pháp thiết kế điều khiển hợp lý Vì vậy, nghiên cứu phân tích kỳ dị điều khiển trượt mờ robot song song phẳng có kể đến hệ. .. robot song song không gian [7] Robot song song Robot song song đối xứng Robot song song cầu Robot song song phẳng Robot song song khơng gian Hình 1.6: Sơ đồ phân loại robot song song Với robot song. .. Xây dựng mơ hình động lực cho robot song song có kể đến ảnh hưởng động dẫn động Vấn đề kỳ dị giải toán động học, động lực học robot song song Điều khiển trực tiếp robot song song không gian thao