Luận văn thạc sĩ khoa học xây dựng thuật toán điều khiển hệ teleoperation (single master single slave)

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http //lrc tnu edu vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP Giáp Thị Nghi XÂY DỰNG THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN HỆ TELEOPERATION[.]

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP Giáp Thị Nghi XÂY DỰNG THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN HỆ TELEOPERATION (SINGLE MASTER SINGLE SLAVE) LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA Thái Nguyên – Năm 2020 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP Giáp Thị Nghi XÂY DỰNG THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN HỆ TELEOPERATION (SINGLE MASTER SINGLE SLAVE) NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA MÃ SỐ: 8.52.02.16 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Đặng Ngọc Trung Thái nguyên - Năm 2020 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn LỜI CAM ĐOAN Tôi tên Giáp Thị Nghi, xin cam đoan luận văn “Xây dựng thuật toán điều khiển hệ Teleoperation (single master single slave)” tơi thực hướng dẫn Thầy TS Đặng Ngọc Trung tài liệu tham khảo trích dẫn Nội dung luận văn hoàn toàn thực tế, khách quan, trung thực chưa công bố cơng trình khác Thái Ngun, ngày 01 tháng 10 năm 2020 Tác giả luận văn Giáp Thị Nghi Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn LỜI CẢM ƠN Trong q trình thực đề tài luận văn này, tơi xin chân thành cảm ơn đến Thầy TS Đặng Ngọc Trung hướng dẫn giúp đỡ tận tình từ định hướng luận văn đến trình viết hồn thiện luận văn Cũng qua đây, tơi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc kính trọng đến thầy giáo khoa Điện – Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp – ĐH Thái Nguyên giúp đỡ cho suốt thời gian học tập nghiên cứu để hồn thành luận văn Tơi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến thầy cô giáo, đồng nghiệp Khoa Điện - Tự động hóa trường cao đẳng Kỹ thuật Cơng nghiệp Bắc Giang đóng góp ý kiến quý báu chuyên môn, quan tâm, tạo điều kiện thuận lợi, giúp đỡ công việc thời gian để làm luận văn Tuy nhiên, với nhiều khó khăn vấn đề thời gian, kinh nghiệm lực thân nhiều hạn chế nên nội dung luận văn khơng tránh khỏi sai sót Tơi mong nhận đóng góp ý kiến quý báu Thầy, Cơ để luận văn hồn thiện Tác giả luận văn Giáp Thị Nghi Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ MỞ ĐẦU 12 Lý chọn đề tài 12 Mục tiêu nghiên cứu 13 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 13 Phương pháp nghiên cứu 13 Kết 14 Bố cục luận văn 14 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THAO TÁC TỪ XA 16 Giới thiệu tổng quan hệ Teleoperation 16 1.1 Khái niệm hệ Teleoperation 16 1.1.1 Tình hình nghiên cứu giới hệ Teleoperation 17 1.1.2 Tình hình nghiên cứu nước hệ Teleoperation 20 1.1.3 Các cấu trúc điều khiển hệ Teleoperation 21 1.2 Tính xác đồng hệ Teleoperation (Transparency in Teleoperation Systems) 23 1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến tính ổn định chất lượng hệ Teleoperation 23 1.4 Ứng dụng hệ thao tác từ xa (Teleoperation) 25 1.4.1 Thám hiểm không gian 25 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 1.4.2 Làm việc môi trường độc hại 26 1.4.3 Phương tiện nước 26 1.4.4 Kính thiên văn 27 1.4.5 Robot di động 27 1.4.6 Các ứng dụng khác hệ thống viễn thông 28 1.5 Tính đặc thù khó khăn tổng hợp hệ Teleoperation đề xuất hướng giải luận văn 29 1.6 Kết luận Chương 30 CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN CHO TỪNG PHÂN HỆ ROBOT TRONG HỆ THỐNG TELEOPERATION SMSS 31 2.1 Lý thuyết ổn định Lyapunov 31 2.1.1 Định nghĩa 31 2.1.2 Tính ổn định Lyaponov 32 2.2 Ổn định hệ thống nhiễu 36 2.3 Đầu vào đến trạng thái ổn định 39 2.4 Lý thuyết thuật toán điều khiển phản hồi thụ động 40 2.4.1 Khái niệm hệ phi tuyến thụ động 40 2.4.2 Những tính chất hệ thụ động 42 2.5 Động lực học Robot 43 2.5.1 Phương trình động lực học robot 43 2.5.2 Động lực học robot hệ SMSS 50 2.5.3 Phương trình động lực học robot Master/Slave 52 2.5.4 Động lực học môi trường 56 2.5.5 Độ trễ kênh truyền thông 59 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 2.6 Xây dựng thuật toán điều khiển cho hệ SMSS 61 2.6.1 Mục tiêu điều khiển 61 2.6.2 Thiết kế điều khiển 62 2.7 Kết luận Chương 68 CHƯƠNG 3: TỔNG HỢP CẤU TRÚC ĐIỀU KHIỂN CHO HỆ TELEOPERATION SMSS VỚI TRỄ TRÊN KÊNH TRUYỀN THÔNG THAY ĐỔI 69 3.1 Phân tích tính ổn định hệ Teleoperation SMSS 69 3.2 Mô hệ thống thao tác từ xa SMSS 74 3.2.1 Mô phân hệ Robot hệ thống thao tác từ xa SMSS 75 3.2.2 Mô hệ thống thao tác từ xa SMSS 89 3.3 Kết luận Chương 96 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 97 TÀI LIỆU THAM KHẢO 98 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Danh mục ký hiệu T thời gian trễ kênh truyền thông x(t ) trạng thái quỹ đạo tự Mi ma trận quán tính xác định dương Ci ma trận criolit lực hướng tâm Ji ma trận Jacobi qi góc quay khớp i mi khối lượng khâu i li chiều dài khâu i i mơmen qn tính với tâm qua trọng tâm khâu i ri khoảng cách từ tâm khớp đến trọng tâm khâu i Fi ngoại lực đặt khớp i Bi độ giảm chấn khớp i τi mômen đầu vào Robot Fop lực tác động lên Master người thao tác Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn Fe phản lực từ môi trường lên Slave Gi véc tơ lực trọng trường τ op mômen lực tác động lên Master người thao tác τe mômen phản lực từ môi trường lên Slave q&i véc tơ vận tốc góc khớp i & q& i véc tơ gia tốc góc khớp i τ Ni thành phần nhiễu tác động lên khớp τˆNi thành phần nhiễu đánh giá tác động lên khớp i sai số đánh giá nhiễu tác động lên Robot e sai lệch quỹ đạo Danh mục chữ viết tắt tiếng việt M-M Mơ hình Robot chủ S-M Mơ hình Robot tớ BĐK Bộ điều khiển DPOS Xử lý nhiễu Robot tớ DPOM Xử lý nhiễu Robot chủ SDE Ước lượng nhiễu Robot tớ Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn MDE Ước lượng nhiễu Robot chủ Danh mục chữ viết tắt tiếng anh SMSS Single Master Single Slave SMMS Single Master Multiple Slaves MSMM Multiple Masters Multiple Slaves ISS Input-to-state stability Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình1.1 Mơ hình hệ thống Teleoperation 16 Hình1.2 Hệ thống Teleoperation song phương 21 Hình1.3 Minh họa cấu trúc điều khiển kênh 22 Hình1.4 Minh họa cấu trúc điều khiển kênh 22 Hình 1.5 Hình ảnh hệ thống Robot Chủ – Robot Tớ song phương ứng dụng không gian 25 Hình 1.6 Hình ảnh hệ thống Robot Chủ – Robot Tớ môi trường nguy hiểm26 Hình 1.7 Một dạng xe tự hành kiểu Mobile Robot 27 Hình 2.1: Hệ hồi tiếp âm 42 Hình 2.2 Khảo sát tốc độ vi khối lượng dm 44 Hình 2.3 Mơmen qn trính độc cực 46 Hình 2.4 Hệ thống điều khiển từ xa robot master robot slave (SMSS) 50 Hình 2.5 Robot bậc tự dạng tay nối tiếp 52 Hình 2.6 Mơ hình mơi trường 57 Hình 2.7 Mơ hình thời gian trễ 60 Hình 2.8 Sơ đồ cấu trúc khâu ước lượng tác động môi trường lên Robot t64 Hình 2.9 Sơ đồ cấu trúc ước lượng nhiễu bất định tác động lên Robot chủ 66 Hình 2.10 Động lực học robot master/slave với phản hồi thụ động 67 Hình 3.1 Cấu trúc điều khiển hệ thao tác từ xa SMSS 70 Hình 3.2 Robot bậc tự dạng cánh tay nối tiếp mặt phẳng ngang 74 Hình 3.3 Sơ đồ mơ cấu trúc điều khiển hệ SMSS Matlab Simulink 77 Hình 3.4 Khối ước lượng nhiễu tác động lên Robot tớ (S-D-E) 78 Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn Hình 3.5 Khối xử lý nhiễu τe* tác động lên Robot tớ (DPOS) 79 Hình 3.6 Khối Slave 80 Hình 3.7 Khối điều khiển Slave 83 Hình 3.8 Khối ước lượng nhiễu tác động lên Robot chủ (M-D-E) 81 Hình 3.9 Khối xử lý nhiễu τ Nm tác động lên Robot chủ (DPOM) 82 Hình 3.10 Khối điều khiển Master 82 Hình 3.11 Khối Master 83 Hình 3.12 Khối người tác động hệ thống SMSS (Operator) 85 Hình 3.13 Khối môi trường hệ thống SMSS (Enviroment) 85 Hình 3.14 Khối thời gian trễ biến thiên 85 Hình 3.15 Thành phần nhiễu τ e*1 dạng hình Sin 86 Hình 3.16 Thành phần nhiễu τ e* dạng hình Sin 86 * Hình 3.17 Quỹ đạo q1 Robot tớ chưa bù nhiễu τe 87 * Hình 3.18 Quỹ đạo q2 Robot tớ không bù nhiễu τe 87 * Hình 3.19 Quỹ đạo q1 Robot tớ bù nhiễu τe 88 Hình 3.20 Quỹ đạo q2 Robot tớ bù nhiễu τe* 88 Hình 3.21 Thành phần nhiễu τ e*1 dạng trơn ngẫu nhiên 90 Hình 3.22 Thành phần nhiễu τ e* dạng trơn ngẫu nhiên 90 Hình 3.23 Thành phần nhiễu τ Nm1 dạng trơn ngẫu nhiên 91 Hình 3.24 Thành phần nhiễu τ Nm dạng trơn ngẫu nhiên 91 Hình 3.25 So sánh quỹ đạo q1 Robot chủ Robot tớ chưa bù trừ nhiễu92 Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn Hình 3.26 So sánh quỹ đạo q2 Robot chủ Robot tớ chưa bù trừ nhiễu92 Hình 3.27 So sánh quỹ đạo q1 Robot chủ Robot tớ bù trừ nhiễu 93 Hình 3.28 So sánh quỹ đạo q2 Robot chủ Robot tớ bù trừ nhiễu 93 Hình 3.29 So sánh quỹ đạo q1 Robot chủ Robot tớ với trễ T=3s 94 Hình 3.30 So sánh quỹ đạo q2 Robot chủ Robot tớ với trễ T=3s 94 Hình 3.31 So sánh quỹ đạo q1 Robot chủ Robot tớ với trễ biến thiên 95 Hình 3.32 So sánh quỹ đạo q2 Robot chủ Robot tớ với trễ biến thiên 95 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Hiện lĩnh vực y học, quân sự, khai thác mỏ, nghệ thuật điêu khắc gỗ có nhiều công việc mà người trực tiếp làm nên cần phải sử dụng đến robot để thay người làm cơng việc Robot nói chung hệ thống thao tác từ xa (Teleoperation) nói riêng, giúp giải phóng sức lao động cho người đảm bảo an toàn thao tác với công việc Đối tượng điều khiển hệ thao tác từ xa đối tượng phức tạp, phi tuyến chịu tác động nhiều yếu tố bất định Các yếu tố nhiễu ảnh hưởng thời gian trễ kênh truyền thông dễ gây ổn định hệ thống Tất yếu tố gây khó khăn việc tổng hợp luật điều khiển cho hệ Cùng với xu hướng phát triển khoa học kỹ thuật, nghiên cứu cho hệ thao tác từ xa ngày hoàn thiện với phương pháp điều khiển ứng dụng như: điều khiển PID, điều khiển thụ động, điều khiển thụ động kết hợp Scattering, điều khiển trượt, điều khiển dự báo…[1], [5], [6], [7], [26] Nhìn chung nghiên cứu trước đưa giải pháp xây dựng điều khiển cho Robot chủ Robot tớ hoàn toàn giống chưa quan tâm đến chức nhiệm vụ riêng Robot hệ thống, đồng thời thuật toán đề xuất chưa thực đáp ứng yêu cầu kỹ thuật điều khiển hệ thao tác từ xa Cụ thể chưa xét đến ảnh hưởng đồng thời từ yếu tố như: mơ hình động học phi tuyến bất định Robot chủ Robot tớ; nhiễu tác động lên hệ, trễ kênh truyền điều kiện ràng buộc thực tế hệ…nên tốn ổn định chất lượng hệ cịn nhiều vấn đề cần quan tâm nghiên cứu Thực tế đặt cho thấy cần xây dựng cấu trúc điều khiển đảm bảo cho hệ thống có khả kháng nhiễu, tính bền vững chịu hiệu ứng trễ đường truyền Do việc phân tích tính đặc thù, khó khăn tổng hợp hệ thống thao tác từ xa nghiên cứu lý thuyết điều khiển nâng cao chất lượng điều khiển cho hệ vấn đề thiết giúp cho hệ thống mở rộng ứng dụng thực tế Chính Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn luận văn tập trung xây dựng thuật toán điều khiển cho hệ Teleoperation có kể đến đồng thời yếu tố ảnh hưởng đến tính ổn định chất lượng hệ thống đề cập Vì vậy, định hướng thầy hướng dẫn, em xin lựa chọn đề tài “Xây dựng thuật toán điều khiển hệ Teleoperartion (Single Master Single Slave)” làm đề tài nghiên cứu luận văn thạc sĩ kỹ thuật Mục tiêu nghiên cứu Tìm hiểu xây dựng điều khiển hệ thao tác từ xa chủ tớ (Teleoperation-SMSS), đảm bảo: Điều khiển bám xác quỹ đạo Robot chủ Robot tớ Người điều khiển có cảm giác thực thao tác Robot tớ vị trí lực tương tác với môi trường thông qua Robot chủ Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu là: Nghiên cứu hệ thao tác từ xa nói chung sâu vào hệ thống thao tác từ xa chủ tớ (Teleoperation-SMSS) với trễ kênh truyền thông thay đổi Về phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu tính đặc thù khó khăn tổng hợp hệ thống thao tác từ xa, từ đề xuất cấu trúc phương pháp điều khiển đảm bảo ổn định cho hệ Teleoperation – SMSS, Robot chủ Robot tớ có cấu hình giống Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Tìm hiểu nghiên cứu cơng trình cơng bố nước giới, kết hợp nghiên cứu lý thuyết điều khiển phi tuyến nhằm tìm thuật toán điều khiển hệ Teleoperation SMSS Kiểm chứng kết mơ Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn Kết - Trình bày phương pháp đánh giá nhiễu tác động môi trường lên Robot chủ Robot tớ; đưa giải pháp bù trừ nhiễu tác động bên lên hệ thống - Đề xuất cấu trúc điều khiển cho hệ thao tác từ xa chủ tớ chứng minh điều kiện đủ để toàn hệ thống ổn định đáp ứng yêu cầu đặt hệ thao tác từ xa tác động nhiễu thay đổi từ bên tồn hiệu ứng trễ kênh truyền thông Bố cục luận văn Luận văn gồm phần mở đầu, chương chính, phần kết luận tài liệu tham khảo Bố cục trình bày sau: Phần mở đầu: Nêu lý chọn đề tài, tính cấp thiết hướng nghiên cứu Chương Tổng quan hệ thao tác từ xa (Teleoperation) Chương nghiên cứu tổng quan hệ thống thao tác từ xa (Teleoperation), thống kê phân tích ưu nhược điểm phương pháp điều khiển đại; cấu trúc điều khiển áp dụng cho hệ thao tác từ xa chủ tớ (Teleoperation-SMSS) nghiên cứu trước Nêu tính đặc thù khó khăn tổng hợp hệ thống thao tác từ xa, từ đề xuất giải pháp xây dựng thuật toán điều khiển phù hợp với đặc điểm phân hệ Robot hệ thao tác từ xa chủ tớ Chương Xây dựng thuật toán điều khiển cho phân hệ Robot hệ thống Teleoperation SMSS Chương xây dựng cấu trúc điều khiển cho phân hệ Robot hệ thống thao tác từ xa (Teleoperation-SMSS) cụ thể sau: thứ đề xuất thuật toán ước lượng nhiễu tác động môi trường lên Robot, từ làm sở tổng hợp điều khiển thích nghi bền vững kháng nhiễu cho phân hệ Robot Thơng Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn qua chứng minh chặt chẽ cho phép khẳng định tính đắn cấu trúc điều khiển phân hệ Robot Chương Tổng hợp cấu trúc điều khiển cho hệ Teleoperation SMSS với trễ kênh truyền thông thay đổi Trên sở thu cấu trúc điều khiển phân hệ Robot độc lập, tổng hợp hệ thống Teleoperation SMSS với trễ kênh truyền thông thay đổi, đảm bảo hệ thống ổn định thỏa mãn yêu cầu kỹ thuật hệ Teleoperation Thông qua kết mơ Matlab simulink kiểm chứng tính đắn thuật toán điều khiển cấu trúc điều khiển đề xuất Phần kết luận: Tóm tắt kết đạt được, tồn hướng phát triển đề tài Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THAO TÁC TỪ XA Giới thiệu tổng quan hệ Teleoperation 1.1 Khái niệm hệ Teleoperation [1] Teleoperation hệ thống điều khiển có tương tác khoảng cách xa Giống hệ thống “điều khiển từ xa” Teleoperation bao gồm hệ thống chủ động, gọi “Master” hệ thống phụ thuộc gọi “Slave” Ở tín hiệu điều khiển gửi đến hệ “Slave” thơng qua hệ “Master” Hệ Teleoperation điều khiển theo kiểu hệ hở hệ kín Trong hệ hở, khơng có tín hiệu phản hồi từ hệ “Slave” hệ “Master”[1] Trong hệ kín, tín hiệu phản hồi truyền ngược từ hệ “Slave” hệ “Master”, tín hiệu phản hồi vị trí, vận tốc, gia tốc robot, lực tương tác với mơi trường làm việc chí hình ảnh, âm thanh, nhiệt độ… khu vực làm việc hệ [2] Trên hình 1.1 biểu diễn mơ hình hệ thống Teleoperation có phản hồi Người thao tác Môi trường làm việc Trễ T Trễ T Master Bộ điều khiển Master Kênh truyền thơng Slave Bộ điều khiển Slave Hình1.1 Mơ hình hệ thống Teleoperation Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn Trong Teleoperation này, Robot Master (nhận thao tác từ người đóng vai trị điều khiển) robot Slave (nhận lệnh điều khiển từ Master thao tác cơng việc với mơi trường) ngồi để trao đổi thơng tin cịn có hệ thống truyền thơng (Communication chanel) với nhiều giao thức khác (mạng internet, qua hệ thống dây truyền dẫn, hệ thống không dây wireless…) thực nhiệm vụ truyền thơng tin hai phía Q trình truyền liệu robot master robot slave có tượng trễ kênh truyền thơng Trễ hệ thống vịng kín làm tính ổn định làm sai việc thực hoạt động thao tác làm giảm tính đồng hệ thống Teleoperation Vì thiết kế hệ thống phải ý tính tốn ảnh hưởng sai lệch trễ truyền thơng gây Ngồi phản lực phản hồi (FR - Force Reflection) xuất Robot tớ tương tác với môi trường làm việc ảnh hưởng lớn tới hệ thống, tín hiệu xác định phía Robot tớ thơng qua cảm biến lực quan sát từ có phương án bù trừ trực tiếp ảnh hưởng FR tới sai lệch vị trí tính ổn định làm việc Robot tớ thông qua điều khiển phía Robot tớ kết hợp gửi phía Robot chủ thơng qua điều khiển phía Robot chủ để hiệu chỉnh sai số sau gửi tín hiệu điều khiển sang Robot tớ Nếu khơng thể điều khiển, phản lực gây nguy hiểm thực tác vụ Việc điều khiển lực vấn đề khó khăn thực tốn điều khiển hệ Teleoperation Thơng qua hệ Teleoperation cho ta cảm nhận xác lực Robot chủ xảy tương tác Robot tớ với môi trường Căn theo số lượng rô bốt, hệ thống teleoperation chia làm ba loại là: hệ SMSS (một thiết bị master + thiết bị slave), hệ MMMS (nhiều thiết bị master + nhiều thiết bị slave) hệ SMMS (một thiết bị master + nhiều thiết bị slave) 1.1.1 Tình hình nghiên cứu giới hệ Teleoperation Hệ Master – Slave Teleoperation xây dựng Goertz từ nửa đầu thập niên 40, hệ Teleoperation có bước tiến từ yếu tố ảnh hưởng qua lại Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn người vận hành, môi trường làm việc Robot việc đề xuất thuật toán điều khiển liên quan Đến nửa đầu thập niên 60 Ferrell Sheridan bắt đầu có định hướng việc nghiên cứu hệ Teleoperation có kể đến ảnh hưởng trễ việc truyền thông tin qua lại Robot chủ Robot tớ Những năm từ 1967 đến 1989 nhiều nhà nghiên cứu giới quan tâm đến thay đổi mát thông tin truyền đạt kênh truyền thông vấn đề trễ gây [8] Từ nửa đầu thập niên 1980 thuật toán điều khiển tiên tiến cho hệ Teleoperation bắt đầu xuất hiện, lý thuyết điều khiển Lyapunov hay mơ hình nội Trong số báo, có mặt tính bất định động lực học tay người vận hành, môi trường tồn thời gian trễ làm cho hệ Teleoperation ổn định [8], [9] kết Hệ Master – Slave Teleoperation xây dựng Goertz từ nửa đầu thập niên 40, hệ Teleoperation có bước tiến từ yếu tố ảnh hưởng qua lại người vận hành, môi trường làm việc Robot việc đề xuất thuật toán điều khiển liên quan Đến nửa đầu thập niên 60 Ferrell Sheridan bắt đầu có định hướng việc nghiên cứu hệ Teleoperation có kể đến ảnh hưởng trễ việc cho thấy xung đột xảy chất lượng tính ổn định hệ thống [10] Hầu hết nghiên cứu chưa cho kết thỏa đáng xác vị trí lực tương tác Robot chủ Robot tớ có trễ đặc biệt chưa kể đến ảnh hưởng nhiễu tác động lên hệ thống, yếu tố làm ổn định hệ thống làm giảm chất lượng điều khiển Sau nghiên cứu dần hồn thiện sở thuật tốn trước điều khiển cho hệ Teleoperation, chủ yếu tập trung vào toán điều khiển bền vững, nhiên quan tâm đến toán ổn định hệ Teleoperation mà chưa quan tâm nhiều đến chất lượng hệ thống như: Đồng hóa hệ Teleoperation với trễ kênh truyền thông số, kết hợp điều khiển thụ động điều khiển thích nghi cho hệ không xét đến yếu tố nhiễu, lực ma sát, chất lượng hệ phía Slave va chạm với môi trường không thật thỏa mãn [8] Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn ... đề tài ? ?Xây dựng thuật toán điều khiển hệ Teleoperartion (Single Master Single Slave)? ?? làm đề tài nghiên cứu luận văn thạc sĩ kỹ thuật Mục tiêu nghiên cứu Tìm hiểu xây dựng điều khiển hệ thao...ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP Giáp Thị Nghi XÂY DỰNG THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN HỆ TELEOPERATION (SINGLE MASTER SINGLE SLAVE) NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG... xa chủ tớ Chương Xây dựng thuật toán điều khiển cho phân hệ Robot hệ thống Teleoperation SMSS Chương xây dựng cấu trúc điều khiển cho phân hệ Robot hệ thống thao tác từ xa (Teleoperation- SMSS)