Đang tải... (xem toàn văn)
1. Giới thiệu Robot song song đã nhận được sự quan tâm đặc biệt của cộng đồng hệ thống và điều khiển dựa trên tỷ lệ lực trên trọng lượng cao và các ứng dụng rộng rãi của nó (Merlet, 2006). Sơ đồ điều khiển cho một robot song song có thể được chia thành hai chiến lược: điều khiển không gian chung (Wang et al., 2009), (Gupta et al., 2008) và điều khiển không gian nhiệm vụ (Ting Chen, 1999). Sơ đồ điều khiển không gian chung dựa trên thông tin về chiều dài của từng thiết bị truyền động và có thể được thực hiện như một hệ thống điều khiển đầu ra đơn đầu vào (SISO) độc lập tách rời cho mỗi thiết bị truyền động, nói chung, bù trừ độ không đảm bảo đo nói chung. Mặt khác, bộ điều khiển không gian tác vụ có khả năng cung cấp khả năng điều khiển tốt hơn cho rô bốt song song trong điều kiện không chắc chắn của hệ thống: quán tính, lỗi mô hình, ma sát, v.v. Tuy nhiên, loại sơ đồ điều khiển này cần đo trực tiếp trạng thái không gian tác vụ của hệ thống ( Gao và cộng sự, 2008) hoặc ước lượng trạng thái không gian tác vụ, thường cồng kềnh. Các sơ đồ điều khiển không gian nhiệm vụ đã được trình bày để điều khiển động lực học nghịch đảo trực tiếp, với bù mô hình động không gian chung (Feng, 1995) hoặc bù mô hình động lực không gian nhiệm vụ, (Li Xu, 2008), bao gồm mômen xoắn tính toán dựa trên tầm nhìn trong điều khiển không gian tác vụ (Paccot và cộng sự, 2008). Nhiều sơ đồ này đã được chứng minh bằng mô phỏng hoặc trong phòng thí nghiệm thử nghiệm, nhưng không phổ biến trên mặt bằng chuyển động công nghiệp. Mục tiêu của công việc này là cải thiện hiệu suất của hệ thống điều khiển của mặt bằng song song khí nén 3DOF công nghiệp, được sử dụng bởi công ty SIMPRO, người phát triển trình mô phỏng trình điều khiển. Giải pháp của vấn đề điều khiển trong không gian chung của cấu trúc song song với cơ cấu truyền động khí nén đã được Rubio (Rubio và cộng sự, 2009) đưa ra, bằng cách sử dụng điều khiển tách rời dựa trên mô hình tuyến tính của cơ cấu truyền động xung quanh điểm hoạt động. Nhưng hiệu suất của sơ đồ này phụ thuộc nhiều vào độ chính xác của mô hình động học và độ không đảm bảo đo động. Giải pháp được đề xuất, điều khiển không gian nhiệm vụ động học, dựa trên phép đo trực tiếp trạng thái không gian nhiệm vụ của hệ thống. Hệ thống điều khiển xem xét hai vòng lặp theo tầng, một vòng lặp bên trong giải quyết điều khiển chung của robot (q) và một vòng lặp bên ngoài thực hiện điều khiển không gian tác vụ (x). Triết lý điều khiển đề xuất, dựa trên mô hình động học robot, đã được Hernández (Hernández và cộng sự, 2008a), (Hernández và cộng sự, 2008b) sử dụng trong điều khiển 2D và 3D dựa trên tầm nhìn của người điều khiển robot. Trong kiểu sơ đồ này, để thực hiện kỹ thuật số, có thể Sơ đồ điều khiển không gian tác vụ động học cho Robot song song khí nén 3DOF 5 để ước tính hiệu ứng động của vòng lặp bên trong như một độ trễ thời gian vòng lặp bên ngoài (Corke, 1996), (Hernández et al., 2010) và (Bonfe và cộng sự, 2002). Trong điều kiện này, phân tích độ ổn định trong thời gian rời rạc được phát triển. Để minh họa bộ điều khiển được đề xuất, tính ổn định của hệ thống điều khiển và hiệu suất của nó, cả kết quả đồng mô phỏng qua MATLAB Simulink và ADAMS, cũng như kết quả thử nghiệm sử dụng robot song song khí nén SIMPRO 3DOF được trình bày. Kết quả thử nghiệm xác nhận phản ứng bước dự kiến trong không gian tác vụ, với hiệu suất thời gian tốt và lỗi trạng thái ổn định bằng không. Sơ đồ điều khiển đã trình bày mở ra một lĩnh vực nghiên cứu mới trong điều khiển không gian nhiệm vụ với các thuật toán cho giải pháp, điều khiển quỹ đạo, điều khiển tiến lên,
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Báo cáo: Hệ thống điện tử thông minh Đề tài: Kinematic Task Space Control Scheme for 3DOF Pneumatic Parallel Robot NGUYỄN MẠNH TIẾN – 20202837M Chuyên ngành Kỹ thuật Cơ điện tử Giảng viên hướng dẫn: TS Hồng Hồng Hải Bộ mơn: Viện: Cơ điện tử Cơ khí HÀ NỘI, 1/2021 Chữ ký GVHD Giới thiệu Robot song song nhận quan tâm đặc biệt cộng đồng hệ thống điều khiển dựa tỷ lệ lực trọng lượng cao ứng dụng rộng rãi (Merlet, 2006) Sơ đồ điều khiển cho robot song song chia thành hai chiến lược: điều khiển không gian chung (Wang et al., 2009), (Gupta et al., 2008) điều khiển không gian nhiệm vụ (Ting & Chen, 1999) Sơ đồ điều khiển không gian chung dựa thông tin chiều dài thiết bị truyền động thực hệ thống điều khiển đầu đơn đầu vào (SISO) độc lập tách rời cho thiết bị truyền động, nói chung, bù trừ độ khơng đảm bảo đo nói chung Mặt khác, điều khiển khơng gian tác vụ có khả cung cấp khả điều khiển tốt cho rô bốt song song điều kiện khơng chắn hệ thống: qn tính, lỗi mơ hình, ma sát, v.v Tuy nhiên, loại sơ đồ điều khiển cần đo trực tiếp trạng thái không gian tác vụ hệ thống ( Gao cộng sự, 2008) ước lượng trạng thái không gian tác vụ, thường cồng kềnh Các sơ đồ điều khiển khơng gian nhiệm vụ trình bày để điều khiển động lực học nghịch đảo trực tiếp, với bù mơ hình động khơng gian chung (Feng, 1995) bù mơ hình động lực khơng gian nhiệm vụ, (Li & Xu, 2008), bao gồm mơ-men xoắn tính tốn dựa tầm nhìn điều khiển khơng gian tác vụ (Paccot cộng sự, 2008) Nhiều sơ đồ chứng minh mơ phịng thí nghiệm thử nghiệm, không phổ biến mặt chuyển động công nghiệp Mục tiêu công việc cải thiện hiệu suất hệ thống điều khiển mặt song song khí nén 3DOF cơng nghiệp, sử dụng cơng ty SIMPRO, người phát triển trình mơ trình điều khiển Giải pháp vấn đề điều khiển không gian chung cấu trúc song song với cấu truyền động khí nén Rubio (Rubio cộng sự, 2009) đưa ra, cách sử dụng điều khiển tách rời dựa mơ hình tuyến tính cấu truyền động xung quanh điểm hoạt động Nhưng hiệu suất sơ đồ phụ thuộc nhiều vào độ xác mơ hình động học độ không đảm bảo đo động Giải pháp đề xuất, điều khiển không gian nhiệm vụ động học, dựa phép đo trực tiếp trạng thái không gian nhiệm vụ hệ thống Hệ thống điều khiển xem xét hai vòng lặp theo tầng, vòng lặp bên giải điều khiển chung robot (q) vịng lặp bên ngồi thực điều khiển không gian tác vụ (x) Triết lý điều khiển đề xuất, dựa mơ hình động học robot, Hernández (Hernández cộng sự, 2008a), (Hernández cộng sự, 2008b) sử dụng điều khiển 2D 3D dựa tầm nhìn người điều khiển robot Trong kiểu sơ đồ này, để thực kỹ thuật số, Sơ đồ điều khiển không gian tác vụ động học cho Robot song song khí nén 3DOF để ước tính hiệu ứng động vịng lặp bên độ trễ thời gian vịng lặp bên ngồi (Corke, 1996), (Hernández et al., 2010) (Bonfe cộng sự, 2002) Trong điều kiện này, phân tích độ ổn định thời gian rời rạc phát triển Để minh họa điều khiển đề xuất, tính ổn định hệ thống điều khiển hiệu suất nó, kết đồng mơ qua MATLAB / Simulink ADAMS, kết thử nghiệm sử dụng robot song song khí nén SIMPRO 3DOF trình bày Kết thử nghiệm xác nhận phản ứng bước dự kiến không gian tác vụ, với hiệu suất thời gian tốt lỗi trạng thái ổn định khơng Sơ đồ điều khiển trình bày mở lĩnh vực nghiên cứu điều khiển không gian nhiệm vụ với thuật toán cho giải pháp, điều khiển quỹ đạo, điều khiển tiến lên, v.v Mơ hình robot song song Như thể Hình 1, hệ thống rô bốt coi bao gồm điều khiển song song 3DOF điều khiển truyền động khí nén Robot song song SIMPRO sản xuất cho mục đích mơ lái xe, robot có cảm biến để đo chuyển vị khớp trạng thái khơng gian nhiệm vụ Mơ tả tốn học hệ thống bao gồm mô hình động học động học song song rơ bốt mơ hình cấu chấp hành Hình Mặt mơ trình điều khiển khí nén SIMPRO 3DOF song song 2.1 Mơ hình động học robot Tương tự cách mà người thao tác nối tiếp, quan hệ động học rô bốt song song cung cấp mối quan hệ biến khớp q vị trí tương ứng (x, y, z) định hướng góc (θ, φ, ψ) khối tâm mặt di động cacte không) khối tâm mặt di động cacte không gian Đối với cấu trúc song song trục n, nghiệm động học thuận (FK) T tính tốn số theo số khớp kiến trúc động học (Merlet, 2006) Biểu diễn toán học chung động học chuyển tiếp là: Đối với rô bốt song song, độ phức tạp phương trình FK tăng lên đáng ý với số bậc tự do, giải pháp phương pháp số sử dụng để thu giải pháp, tiếc khơng có thuật tốn cho phép xác định 68 Theo dõi đối tượng vị trí mặt số giải pháp Hơn nữa, thời gian tính tốn liên quan đến thuật tốn FK lớn để sử dụng ứng dụng thời gian thực (Merlet, 2006) Đối với lập kế hoạch đường rô bốt, biểu thức động học nghịch đảo (IK) T1 cho tọa độ khớp q cần thiết để đạt tư xác định mặt di động Biểu thức toán học chuyển động học nghịch đảo viết dạng: Sơ đồ rô bốt song song 3-DOF nghiên cứu thể Hình Hệ thống bao gồm đế cố định kết nối với bệ chuyển động ba chuỗi chuyển động truyền động, tuân theo kiến trúc RPSU-2SPS Khung tọa độ sở ký hiệu khung Oxyz cố định tâm sở với trục z hướng thẳng đứng lên trục x hướng phía sau Tương tự, khung tọa độ chuyển động Pxyz gán cho khối lượng tâm mặt chuyển động, với trục z bình thường mặt di động Bởi đơn giản, hướng hai trục z z trỏ vectơ đơn vị Hình Cấu trúc động học RPSU-2SPS bệ chuyển động 3-DOF Các truyền động xi lanh điện khí nén hiệu ứng kép có chuyển vị thẳng tạo 3-DOF rô bốt, bao gồm hai chuyển động quay quanh trục x y, biểu thị góc cuộn (θ) góc (φ) tương ứng, chuyển vị thẳng dọc theo trục z (độ cao), xác định biến h Vì vậy, mặt di chuyển mơ khung cảnh khác tương ứng với giới thực tế ảo hiển thị hình LCD nằm bên cabin hỗ trợ mặt di động Loại ứng dụng phát triển công ty SIMPRO Công thức vectơ cho phép xây dựng cách đơn giản tập phương trình chứa số phương trình với biến chưa biết Theo quy trình này, chu trình vectơ khép kín tạo thành điểm Ai Bi tương ứng với minh họa biểu diễn Hình Thiết lập mơ hình động học nghịch đảo điều cần thiết cho việc điều khiển vị trí robot Sau đó, chuỗi động học, chức vectơ xây dựng cách biểu thị tọa độ khớp kích hoạt dạng hàm tọa độ cartesian (x) xác định vị trí Hình Biểu diễn vectơ vịng kín cho chân hoạt động mặt Theo phương trình (2), cần tìm quan hệ AiBi = g (x) để tính tốn mơ hình động học nghịch đảo robot Xem xét sơ đồ trình bày Hình 3, sau: Với: Vectơ vị trí bệ di động tham chiếu đến khung cố định xác định vectơ p = OP, nghĩa là, vị trí bệ khơng gian Cơ-la xác định tọa độ z điểm P Do đó, hướng bệ di động xác định θ góc φ Do hạn chế học cấu trúc rơ bốt, góc yaw (ψ) khối tâm mặt di động cacte khơng = 0), đó, ma trận quay xác định góc cuộn góc nghiêng Theo quy ước ZYX cho góc Euler, ma trận xoay tính biểu thức: Có thể dễ dàng nhận thấy kiến trúc mơ tả có đặc điểm 3-DOF’s không gian Cartesian; trường hợp chung, chuyển vị tuyến tính thích hợp thiết bị truyền động có liên quan đến thay đổi hướng độ cao mặt di động Khi đó, vị trí bệ chuyển động mơ tả vectơ vị trí p ma trận quay RAB Bằng cách xây dựng, tọa độ hệ quy chiếu cố định điểm Ai biết đến, tọa độ Bi xác định từ vị trí hướng mặt di động Do vectơ AiBi đóng vai trị quan trọng giải tốn động học nghịch đảo trực tiếp Xét phương trình (3) đến (7) (8), phương trình vịng kín tổng qt cho mặt mơ chuyển động SIMPRO có dạng: Chuỗi động học trung tâm (tương ứng với truyền động số 1) có kiến trúc khác với chuỗi khác, đó, cần xem xét phương trình bổ sung mới: Thay (10) vào (9) xem xét tất phương trình vịng kín cho chân hoạt động, có: Thiết kế robot bao gồm hai thân cứng bổ sung kết nối với chân đế bệ chuyển động để cung cấp độ ổn định học độ cứng cấu trúc robot Đặc tính cụ thể tạo chuyển động cong mặt di động trình nâng cao thể Hình Hình Dịch chuyển bổ sung ∆x bệ di động trình nâng cao Xét đường thẳng điểm PP’ xác định phương trình z = mx + b, m b hệ số góc hệ số giao nhau, ngồi đường trịn có tâm (xc; zc) tỉ số r mơ tả phương trình chu vi (x - xc) + (z - zc) = r2 Sau đó, chuyển động dọc theo trục z hàm độ dịch chuyển bệ chuyển động theo trục x tính từ: Với: Bởi phương trình (14) tính tốn tọa độ điểm Bi mặt di động trình nâng cao, kết hợp với giải pháp vấn đề IK Với vị trí ban đầu Loi chi tính tốn chuyển vị cấu truyền động thẳng hàng qi theo (15), xem xét sơ đồ Hình Hình Hình minh họa vị trí ban đầu truyền động khâu robot 2.2 Mơ hình động lực học robot Trong trường hợp khơng có ma sát nhiễu động khác, động lực học rô bốt song song viết (Merlet, 2006) Với: Mặt khác, mơ hình động khơng gian chung có dạng, số cấu hình, (Li & Xu, 2008) Với: 2.3 Mơ hình thiết bị truyền động khí nén Thiết bị truyền động mặt xi lanh khí nén Để có mơ hình động lực học xi lanh khí nén, thơng thường (Brun cộng sự, 2000), cần xét đến yếu tố sau: có ma sát nhớt, nhiệt độ khơng đổi hai khoang xi lanh khí lý tưởng Ngồi ra, theo Rubio (Rubio, 2009), ảnh hưởng đặc tính chồng chéo van xem xét Trong điều kiện này, hàm truyền hệ thống, vị trí Y (các) so với (các) hành động điều khiển, nhận với dạng, Sau xác định điểm hoạt động van, hệ số ci bi, biến phụ thuộc vào vị trí y0 Theo cơng trình thực nghiệm phát triển (Rubio, 2009), phương trình gần tốt (18) là, b hệ số khuếch đại, a = ̃ζ ω ̃ n aζ ω ̃ζ ω ̃ n a n a2 = ω ̃ζ ω ̃ n a 2n; ω ̃ζ ω ̃ n a n ̃ζ ω ̃ n aζ tần số riêng khơng đóng dấu vịng hở tỷ số tắt dần hệ thống Các tham số số, chúng thay đổi tùy thuộc vào vị trí y0 Vấn đề điều khiển Vấn đề điều khiển hình thành thiết kế điều khiển tính tốn tín hiệu điều khiển Δ tương ứng với chuyển động robot theo cách cho vị trí không gian tác vụ mong muốn đạt sau số hiệu suất mong muốn 3.1 Xây dựng vấn đề điều khiển Để điều khiển, trạng thái mong muốn, , vị trí tâm phận chuyển động bệ khối lượng Lỗi trạng thái tác vụ định nghĩa là: tính tốn thời điểm đo sử dụng để di chuyển robot theo hướng cho phép giảm tốc độ Do đó, việc kiểm sốt nhằm đảm bảo Chúng tơi đưa giả định cho toán điều khiển rằng, toán điều khiển đánh giá với sai số ban đầu ̃ζ ω ̃ n aξ (0) đủ nhỏ tồn cấu hình khớp rơ bốt qd mà ξd = ξ (qd) Điều kiện đảm bảo vấn đề kiểm sốt giải 3.2 Điều khiển động học không gian Đối với công thức vấn đề điều khiển chúng tôi, vectơ khơng gian nhiệm vụ robot đo cảm biến bên ngồi Do đó, khơng có kiến thức trực tiếp vị trí khớp mong muốn qd Tuy nhiên, vị trí khớp mong muốn đạt tín hiệu điều khiển ước tính Δ lời giải toán động học Sơ đồ khối vịng kín triển khai mơ tả Hình Hệ thống điều khiển có hai vịng lặp theo tầng, vịng bên giải việc điều khiển chung robot vòng bên ngồi thực điều khiển khơng gian nhiệm vụ động học Hình Sơ đồ điều khiển Vịng điều khiển bên có kiến trúc điều khiển mở; kiến trúc này, triển khai loại điều khiển Một khả sử dụng điều khiển phi tuyến tính biến trạng thái, gọi Điều khiển mơ-men xoắn tính tốn dựa mơ hình (Yang cộng sự, 2008), có phương trình điều khiển sau, cho rơ bốt có n-DOF, Trong Kpi n × n Kvi n × n ma trận xác định dương đối xứng ̃ζ ω ̃ n aq = q - qd Có thể chứng minh với cấu hình này, hệ thống hoạt động vịng khép kín hệ thống đa biến tuyến tính, tách riêng cho khớp rô bốt, cho thấy ma trận định là: Theo cách này, khớp hoạt động hệ thống tuyến tính bậc hai giảm chấn tới hạn với băng thơng ωi Băng thông ωi xác định tốc độ đáp ứng khớp Theo cách đó, hiệu ứng động vịng lặp bên độc lập với vịng lặp bên ngoài, theo điều kiện: Triết lý điều khiển Hernández (Hernández cộng sự, 2008b) sử dụng điều khiển 3D dựa tầm nhìn người điều khiển robot Tuy nhiên, hệ thống điều khiển thực đầy đủ hệ thống liệu lấy mẫu Åström (Åström K J.and Wittenmark, 1990) thiết lập tốc độ lấy mẫu hệ thống điều khiển kỹ thuật số phải từ 10 đến 30 lần băng thơng vịng kín mong muốn Đối với trường hợp hệ thống mơ trình điều khiển chi phí thấp, băng thơng vịng lặp gần phải vào khoảng 0,1 Hz Tốc độ lấy mẫu cho vòng lặp từ 100 đến 30ms tuyệt vời cho băng thơng vịng lặp gần mong muốn hệ thống Trong phân tích vấn đề điều khiển lĩnh vực hệ thống điều khiển kỹ thuật số, biểu diễn động khác thực cho vịng lặp bên trong, hệ thống điều khiển robot hai đơn vị độ trễ vòng lặp bên ngồi (Corke, 1996) cho rơ bốt (Bonfe cộng sự, 2002) Sử dụng cân nhắc này, sửa đổi Cơng thức (20) thành, Phân tích độ ổn định Một điều khiển I đơn giản sử dụng sơ đồ kiểm soát (Hernández cộng sự, 2008b), trường hợp đó, luật kiểm sốt đưa bởi: Trong KI × ma trận tích phân đối xứng: Tương tự công việc điều khiển trực quan (Hernández cộng sự, 2010), Δ hiểu gia tăng tọa độ không gian nhiệm vụ kết đông đặc trực tiếp khối tâm vị trí bệ chuyển động Giải toán động học nghịch đảo T − thu qd Xem xét khơng gian nhiệm vụ đo cảm biến tuyến tính, biểu diễn ma trận khuếch đại K như, Tính đến Hình 6, thu tương đương rời rạc điều khiển Phương trình (22), theo Phương trình (23) (21) lấy mẫu 60ms; sơ đồ đơn giản thu Hình Hình Sơ đồ điều khiển đơn giản Theo Hình 7, hàm truyền vịng kín viết sau: Giải lấy biến đổi Z nghịch đảo ta thu được: Phương trình (25) biểu diễn trạng thái khơng gian như, Với Theo Công thức (26), dễ dàng kết luận hệ thống điều khiển phân tách tọa độ không gian nhiệm vụ, với dạng cho chiều cao, Hình Biểu đồ quỹ đạo gốc mơ hình chiều cao cho điều khiển I với cực đóng cho độ lợi KhKIi = Theo phương trình (27), locus gốc hệ thống điều khiển độ cao trình bày Hình 8, trường hợp này, cực vịng kín chọn để đạt độ lợi KhKIi = Đáp ứng thoáng qua độ cho đầu vào bước mong đợi cho thiết kế Hệ thống ổn định với KhKIi 5.1.1 Điều khiển vòng lặp nội Các cấu chấp hành khớp rô bốt song song xi lanh khí nén Đối với điều khiển này, điều khiển tuyến tính theo vị trí cực đề xuất Động lực học cấu chấp hành có dạng phương trình (19) Theo cơng việc Rubio (Rubio, 2009), điều khiển có dạng, Bảng Thơng số kỹ thuật rơ bốt song song SIMPRO DOF Chức chuyển giao vịng kín nội đề xuất là, p1 p2 hai cực không chi phối, nhà thiết kế chọn thành ωn ζ Với tham số này, dựa phương trình (29), hệ số điều khiển (28) tìm thấy phương pháp đặt cực 5.2 Mô Theo sơ đồ Hình 6, q trình mơ phát triển cách sử dụng MATLAB / Simulink-ADAMS Các thơng số cấu hình hình học rơ bốt Hình nêu Bảng Hình 10 Mơ hình virus phát triển robot song song 3-DOF ADAMS 5.2.1 Mơ hình động học Bởi động học nghiên cứu mối quan hệ chuyển động chung khối tâm chuyển động bệ chuyển động, mối quan tâm phương trình liên quan đến quan hệ động học quan trọng mục đích điều khiển rơ bốt có cấu hình song song Các thơng số kỹ thuật bệ chuyển động nghiên cứu tóm tắt Bảng 1, lưu ý khả chịu tải tuyệt vời không gian làm việc tương đối nhỏ, hai đặc điểm điển hình rơ bốt song song Giá trị ban đầu độ cao bệ di chuyển h = 1265 mm; vị trí tọa độ tương ứng (tính mm) điểm Ai, Bi C1, C2 cho Sử dụng ký hiệu minh họa Hình 3, tốn động học nghịch đảo giải cách viết phương trình đóng vịng lặp cho chuỗi động học kích hoạt Theo Bảng phương trình (11) đến (13), tọa độ khớp q tìm thấy, biết giá trị độ cao bệ chuyển động (h), góc lăn góc (θ, φ), ma trận quay (8) như, Với: Có thể thay (30), (31) (32) thành (15) để tính véc tơ giá trị khớp [q1, q2, q3] T rô bốt song song từ tư cacte khối tâm bệ chuyển động [θ, φ , h] T, thiết lập toán động học nghịch đảo Robot song song mơ hình hóa gói phần mềm MSC.Adams (ADAMS, 2005), công cụ tuyệt vời để mô động học động lực học cấu trúc di động phức tạp, (Li & Xu, 2008) Vì vậy, phương trình động học nghịch đảo xác nhận cách sử dụng mơ hình ảo hình học robot đồng mô Matlab / Simulink-ADAMS, theo sơ đồ khối Hình 11 Hình 11 Mơ động học Matlab / Simulink-ADAMS Để có giá trị mong muốn vị trí khớp truyền động từ quỹ đạo mong muốn mặt di động, phương trình IK biểu thị (33) lập trình Matlab / Simulink Các hàm h (t), θ (t) φ (t) đầu vào khối IK biến q1, q2, q3 đầu ra; khối với mơ hình hình học robot (được phát triển ADAMS) nhận biến làm đầu vào, sau xuất sang mơi trường ADAMS Kết đầu (vị trí hướng bệ chuyển động) mơ hình ảo ADAMS so sánh với quỹ đạo mong muốn khối tâm bệ chuyển động 5.2.2 Điều khiển khớp Hệ thống điện khí nén bao gồm loại van lưu lượng tỷ lệ MPYE-5-3 / kết nối với xi lanh khí nén tác động kép FESTO DNC-125-500 Để thực xác định động lực học hệ thống điện khí nén, sơ đồ hình 12 thực Băng thơng độ lớn tín hiệu nhị phân giả ngẫu nhiên (PRBS) kết hợp với độ lợi tỷ lệ Kp chọn để có kích thích thích hợp hệ thống Hình 12 Sơ đồ khối sử dụng nhận dạng động lực học hệ thống điện khí nén Kết xác định động lực học thực nghiệm cho mơ hình hệ thống điện khí nén (19) là, Piston Piston Hệ thống vịng kín thiết kế cho hai cực phức liên hợp thống trị với ζ = 0, ωn = 10rad / s Theo phương trình (28) (29), sử dụng phương pháp đặt cực (Rubio cộng sự, 2009), thu hàm truyền điều khiển, Bộ điều khiển cho cấu chấp hành Bộ điều khiển cho cấu chấp hành Hình 13 Mơ động học điều khiển không gian tác vụ Matlab / SimulinkADAMS 5.2.3 Mô điều khiển không gian tác vụ động học Chiến lược điều khiển chung mô theo sơ đồ khối Hình 13 Trong Matlab / Simulink thực hiện: điều khiển vịng ngồi (22), với KθKI1 = KφKI2 = KhKI3 = 3; phương trình động học Nghịch đảo, (30) đến (33); điều khiển khớp tách rời, phương trình (36) (37) Đầu điều khiển khớp đưa vào mơ hình trụ khơng thẳng hàng khớp (Rubio cộng sự, 2009), cung