79 Trang 22 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Tên tiếng Anh Tên tiếng Việt PID Proportional Integral Derivative Vi tích phân tỷ lệ PD Proportional Derivative Vi phân tỷ lệ SPD Synchr
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CNKT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA THIẾT KẾ CÁC BỘ ĐIỀU KHIỂN BÁM CHO ROBOT SONG SONG BẬC TỰ DO VỚI TẢI THAY ĐỔI GVHD: TS TRẦN ĐỨC THIỆN SVTH : NGUYỄN XUÂN TRÀ NGUYỄN ĐỨC MẠNH SKL011595 Tp Hồ Chí Minh, tháng 7/2023 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ CÁC BỘ ĐIỀU KHIỂN BÁM CHO ROBOT SONG SONG BẬC TỰ DO VỚI TẢI THAY ĐỔI Ngành: Công nghệ Kỹ thuật Điều khiển Tự động hóa GVHD: TS Trần Đức Thiện Sinh viên thực hiện: Nguyễn Xuân Trà 19151299 Nguyễn Đức Mạnh 19151253 TP HỒ CHÍ MINH – 7/2023 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự – Hạnh phúc TP Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2023 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giảng viên hướng dẫn: TS Trần Đức Thiện Sinh viên: Nguyễn Xuân Trà MSSV: 19151299 Lớp: 191512B Nguyễn Đức Mạnh MSSV: 19151253 Lớp: 191512A Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật Điều khiển Tự động hoá Hệ đào tạo: Chính quy Khóa: 2019 Tên đề tài: Thiết kế điều khiển bám cho robot song song bậc tự với tải thay đổi Nội dung đồ án: - Tính tốn động học, quy hoạch quỹ đạo cho robot - Tính tốn, thiết kế giải thuật điều khiển bám cho robot song song bậc tự điều kiện tải thay đổi - Kiểm nghiệm động học, viết chương trình mơ quỹ đạo chuyển động robot áp dụng điều khiển bám Matlab/Simulink kết hợp với Simscape Multibody - Thiết kế thi công mạch điều khiển PCB cho robot song song bậc tự - Lập trình điều khiển chuyển động robot cách sử dụng thư viện Waijung blockset Matlab/Simulink 2019a nhúng chương trình vào board STM32F407VG - Thiết kế giao diện GUI (Graphical User Interface) C# để dễ dàng điều khiển thu thập liệu Các sản phẩm dự kiến: - Mơ hình thực nghiệm robot song song bậc tự - Tủ điều khiển - Chương trình mơ phỏng, chương trình thực nghiệm, giao diện điều khiển - Quyển báo cáo đồ án tốt nghiệp - Poster tóm tắt đề tài - Video giới thiệu đề tài Ngày giao đồ án: 06/02/2023 Trang i ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Ngày nộp đồ án: 30/06/2023 Ngơn ngữ trình bày: Bản báo cáo: Tiếng Anh ☐ Tiếng Việt ☒ Trình bày bảo vệ: Tiếng Anh ☐ Tiếng Việt ☒ TP Hồ Chí Minh, ngày … tháng 07 năm 2023 Giáo viên hướng dẫn (Ký, ghi rõ họ tên) Trang ii ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự – Hạnh phúc TP Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2023 LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Sinh viên thực đề tài: Nguyễn Xuân Trà MSSV: 19151299 Lớp: 191512B Nguyễn Đức Mạnh MSSV: 19151253 Lớp: 191512A Ngành đào tạo: Công Nghệ Kỹ thuật Điều Khiển Tự Động Hóa Khóa: 2019 - 2023 Họ tên giảng viên hướng dẫn: TS Trần Đức Thiện Tên đề tài: Thiết kế điều khiển bám cho robot song song bậc tự với tải thay đổi Kế hoạch thực đồ án Xác nhận GVHD Tuần/ngày Nội dung 06/02/2023 -Tìm hiểu tổng quan đề tài (đặt vấn đề, mục tiêu đề tài, phương pháp nghiên cứu, nội dung đề tài, giới hạn đề tài) (1 tuần) 13/02/2023 (2 tuần) - Tìm hiều phần mềm Solidworks, phần mềm Matlab, phần mềm Visual Studio - Tìm hiều robot song song, sở lý thuyết liên quan đến đề tài - Tìm hiều ước lượng thời gian trễ (TDE), giải thuật đồng bộ, điều khiển PD, điều khiển trượt 27/02/2023 - Thiết kế thi công mạch điều khiển cho robot (2 tuần) - Tính tốn động học nghịch động học thuận robot 13/03/2023 (3 tuần) phương pháp Jacobian - Qui hoạch quỹ đạo cho robot vẽ không gian làm việc robot Trang iii ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Thiết kế điều khiển bám với tải thay đổi: điều 03/04/2023 (4 tuần) khiển PD, điều khiển đồng PD, điều khiển đồng trượt, điều khiển đồng PD-TDE, điều khiển đồng SMC-TDE - Chứng minh tính ổn định điều khiển đồng SMCTDE - Mô phỏng, kiểm chứng động học robot 03/05/2023 (2 tuần) 17/05/2023 (3 tuần) - Mô phỏng, kiểm chứng điều khiển bám với điều kiện làm việc khác tải thay đổi, động hiệu suất - Thu thập liệu mô - Thiết kế giao diện GUI thu thập liệu C# - Thiết kế chương trình nhúng matlab để điều khiển robot thư viện Waijung Blockset - Hoàn thiện tủ điều khiển 07/06/2023 (2 tuần) - Kiểm chứng động học áp dụng điều khiển bám mơ hình thực nghiệm - Thực nghiệm thu thập liệu để đánh giá kết 21/06/2023 (2 tuần) - Viết báo cáo đồ án - Hoàn thành Poster, video giới thiệu đồ án PowerPoint trình bày TP Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2023 Giảng viên hướng dẫn (Ký, ghi rõ họ tên) Trang iv ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự – Hạnh phúc TP Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2023 PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Sinh viên thực đề tài: Nguyễn Xuân Trà MSSV: 19151299 Lớp: 191512B Nguyễn Đức Mạnh MSSV: 19151253 Lớp: 191512A Ngành đào tạo: Cơng Nghệ Kỹ thuật Điều Khiển Tự Động Hóa Tên đề tài: Thiết kế điều khiển bám cho robot song song bậc tự với tải thay đổi Họ tên giảng viên hướng dẫn: TS Trần Đức Thiện Ý KIẾN NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực Ưu điểm Khuyết điểm Đề nghị cho bảo vệ hay không? Đánh giá loại: _ Điểm: (Bằng chữ _ ) TP Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2023 Giảng viên hướng dẫn (Ký, ghi rõ họ tên) Trang v ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự – Hạnh phúc TP Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2023 PHIẾU NHẬN XÉT PHẢN BIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Sinh viên thực đề tài: Nguyễn Xuân Trà MSSV: 19151299 Lớp: 191512B Nguyễn Đức Mạnh MSSV: 19151253 Lớp: 191512A Ngành đào tạo: Công Nghệ Kỹ thuật Điều Khiển Tự Động Hóa Tên đề tài: Thiết kế điều khiển bám cho robot song song bậc tự với tải thay đổi Giảng viên Phản biện: Hội đồng: Ý KIẾN NHẬN XÉT Nhận xét chung nội dung đề tài Ý kiến kết luận (ghi rõ nội dung cần bổ sung, hiệu chỉnh) Đề nghị: Được bảo vệ: Bổ sung để bảo vệ: Không bảo vệ: Điểm: _Bằng chữ: _ Câu hỏi phản biện (Giảng viên không cho SV biết trước) TP Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2023 Giảng viên nhận xét (Ký, ghi rõ họ tên) Trang vi ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Điểm đánh giá đề tài theo rubic sau: Tiêu chí 1: Mức độ thời đề tài, độ khó đề tài (10%) 10 Thực Vấn đề vừa sức/Cần Vấn đề khó/Cần Vấn đề khó/Cần Q dễ thực thực tế khơng phải dành thời gian nhiều kiến thức tổng nhiều kiến thức tổng cần nghiên cứu hợp học hợp học Tiên chí 2: Tính ứng dụng đề tài vào thực tiễn (10%) 10 Thực tế bên ngồi Thỉnh thoảng có ứng Thực tế bên ngồi Khó ứng dụng Có ứng dụng cần cấp dụng cần thiết Tiêu chí 3: Tính đắn đề tài, phương pháp nghiên cứu hợp lý (10%) 10 Phương pháp nghiên Có phương pháp Phương pháp nghiên Có phương pháp cứu rõ ràng, khoa Không hợp lý nghiên cứu, định cứu rõ ràng, định nghiên cứu học, phù hợp với đề hướng hướng tài Tiêu chí 4: Giải pháp & công nghệ, thi công/mô (15%) 12 15 Giải pháp rõ ràng, có Giải pháp rõ ràng, có quy trình thực Giải pháp rõ ràng, có Giải pháp khơng rõ quy trình thực thi cơng/mơ Giải pháp sơ sài thi cơng mơ hình/mơ ràng thi công/mô vận hành được, kết vận hành mơ phỏng/vận hành tốt Tiêu chí 5: Trình bày nội dung đồ án (15%) 12 15 Có đầy đủ cấu trúc nội dung, trình bày Có đầy đủ cấu trúc Nội dung khơng rõ Có đủ cấu trúc, nội hợp lý, khoa học, Báo cáo sơ sài nội dung, trình bày ràng dung logic, rõ ràng, dễ hợp lý, khoa học hiểu, quy định trình bày luận văn Tiêu chí 6: Khả trình bày (10%) 10 Rất tốt – Rõ ràng – Kém Trung bình Khá Tốt Tự tin Tiêu chí 7: Trả lời câu hỏi hội đồng bảo vệ (30%) 12 18 24 30 Trả lời < 20% Trả lời < 40% Trả lời < 60% Trả lời < 80% Trả lời 100% số câu hỏi số câu hỏi số câu hỏi số câu hỏi số câu hỏi Tổng điểm theo thang 10 Điểm TP Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2023 Giảng viên nhận xét (Ký, ghi rõ họ tên) Trang vii ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự – Hạnh phúc TP Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2023 LỜI CAM ĐOAN Nhóm sinh viên xin phép cam kết đề tài nhóm thực dựa vào số tài liệu trước khơng chép từ tài liệu hay cơng trình có trước TP Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2023 Nhóm sinh viên thực (Ký, ghi rõ họ tên) Nguyễn Xuân Trà – Nguyễn Đức Mạnh Trang viii ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP c) d) Hình 6.42 Sai số đồng điều khiển a) Khớp khớp 2; b) Khớp khớp 3; c) Khớp khớp 4; d) Khớp khớp Hình 6.42 cho thấy sai số đồng khớp robot Khi lỗi mơ hình hóa lỗi truyền động bị tác động thời điểm khác nhau, xảy sai lệch khớp dẫn đến khơng đồng khớp Khi đó, tính mạnh mẽ phương thức đồng phát huy Do đó, sai số đồng điều khiển SSMCTDE SPD-TDE tốt so với PD không đồng bộ, SPD SSMC Trong sai số điều khiển SSMC-TDE nhỏ a) b) Trang 103 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP c) d) Hình 6.43 Tín hiệu điều khiển khớp a) Khớp 1; b) Khớp 2; c) Khớp 3; d) Khớp 6.2.4 Kết thực nghiệm kiểm chứng điều khiển trường hợp a) b) c) d) Hình 6.44 Sai số bám quỹ đạo khớp a) Khớp 1; b) Khớp 2; c) Khớp 3; d) Khớp Dựa Hình 6.44, robot mang tải, hiệu suất theo dõi điều khiển giảm xuống Tuy nhiên, nhờ bù trừ thành phần không chắn Trang 104 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP hệ thống phương pháp TDE Mặc dù robot mang tải tới 5kg chất lượng theo dõi phương pháp SSMC-TDE SPD-TDE tốt nhiều so với điều khiển cịn lại, sai số SSMC-TDE nhỏ Bên cạnh đó, việc mang tải làm cho độ lệch khớp robot lớn hơn, phương pháp đồng khắc phục vấn đề Do đó, chất lượng theo dõi SPD SSMC tốt PD không đồng Tiếp theo, sai số đồng robot hiển thị Hình 6.45 a) b) c) d) Hình 6.45 Sai số đồng điều khiển a) Khớp khớp 2; b) Khớp khớp 3; c) Khớp khớp 4; d) Khớp khớp Hình 6.45 cho thấy sai số đồng hai khớp liền kề robot Nhờ đặc điểm cấu trúc vịng kín, tải trọng chia cho chuỗi động học robot Tuy nhiên, tượng giảm hiệu suất đồng robot xảy Nhưng việc áp dụng thuật toán đồng cải thiện đáng kể chất lượng theo dõi điều khiển SSMC-TDE SPD-TDE Đặc biệt, điều khiển SSMC-TDE SPD-TDE cho kết Trang 105 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP sai số đồng tốt nhiều so với điều khiển khác nhờ khả bù thành phần động lực học hệ thống a) b) c) d) Hình 6.46 Tín hiệu điều khiển khớp a) Khớp 1; b) Khớp 2; c) Khớp 3; d) Khớp 6.2.5 Đánh giá kết thực nghiệm Việc đánh giá điều khiển trường hợp thơng qua đồ thị mang tính khách quan từ người đánh giá Để đánh giá cách xác minh bạch hiệu suất điều khiển phương pháp sai số trung bình bình phương (RMSE) áp dụng [47] RMSE = n ( Si − Oi ) n i =1 (6.4) Trong đó: n số mẫu liệu, S i giá trị đặt, Oi giá trị đáp ứng từ hệ thống 6.2.5.1 Trường hợp Trang 106 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Bảng 6.3 Sai số trung bình bình phương sai số bám Bộ điều khiển Khớp Khớp Khớp Khớp PD 0.2493 0.2590 0.2393 0.2357 SPD 0.2397 0.2537 0.2333 0.2355 SSMC 0.1934 0.2106 0.1981 0.2049 SPD-TDE 0.0216 0.0207 0.0218 0.0270 SSMC-TDE 0.0176 0.0169 0.0184 0.0239 Dựa vào Bảng 6.3 ta nhận xét cách xác chất lượng đáp ứng điều khiển thông qua thơng số sai số bám tính tốn dựa vào phương pháp RMSE Qua đó, ta thấy điều khiển SSMC-TDE cho kết đáp ứng tốt khớp điểu khiển PD cho sai số đáp ứng lớn điều khiển Và để đánh giá tính hiệu phương pháp đồng áp dụng vào hệ thống robot song song chuỗi kín sai số đồng tính tốn trình bày Bảng 6.4 Bảng 6.4 Sai số trung bình bình phương sai số đồng Bộ điều khiển Khớp Khớp Khớp Khớp PD 0.1781 0.1834 0.1233 0.1437 SPD 0.1328 0.1530 0.1100 0.1342 SSMC 0.1103 0.1131 0.1037 0.1171 SPD-TDE 0.0264 0.0275 0.0271 0.0297 SSMC-TDE 0.0210 0.0261 0.0231 0.0276 Dựa vào Bảng 6.4 ta thấy sai số đồng điều khiển SSMC-TDE SPD-TDE có giá trị tốt đáng kể so với ba điều khiển PD, SPD SMC Trong đó, điều khiển SSMC-TDE cho kết sai số đồng tốt điều khiển Từ đó, ta thấy tính hiệu cải thiện rõ rệt mặt sai số áp dụng giải thuật đồng kết hợp với TDE vào hệ thống có hoạt động phối hợp cấu để di chuyển tảng chuyển động không gian theo quỹ đạo mong muốn Trang 107 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 6.2.5.2 Trường hợp Bảng 6.5 Sai số trung bình bình phương sai số bám Bộ điều khiển Khớp Khớp Khớp Khớp PD 0.3590 0.3525 0.3062 0.3618 SPD 0.3400 0.3452 0.3032 0.3602 SSMC 0.2965 0.2913 0.2921 0.2907 SPD-TDE 0.0261 0.0253 0.0260 0.0285 SSMC-TDE 0.0197 0.0217 0.0190 0.0254 Bảng 6.6 Sai số trung bình bình phương sai số đồng Bộ điều khiển Khớp Khớp Khớp Khớp PD 0.2308 0.2408 0.1512 0.1767 SPD 0.1837 0.1975 0.1310 0.1704 SSMC 0.1463 0.1787 0.1308 0.1413 SPD-TDE 0.0337 0.0305 0.0324 0.0364 SSMC-TDE 0.0255 0.0287 0.0243 0.0329 Dựa vào kết sai số trung bình bình phương chạy có tải cho thấy hai điều khiển SPD-TDE SSMC-TDE đáp ứng tốt nhờ vào khả ước lượng loại bỏ thành phần không chắn hệ thống, sai số bám sai số trung bình mức nhỏ điều khiển SSMC-TDE cho kết tốt 6.2.5.3 Trường hợp Bảng 6.7 Sai số trung bình bình phương sai số bám Bộ điều khiển Khớp Khớp Khớp Khớp PD 0.3022 0.3252 0.2818 0.3088 SPD 0.2861 0.3231 0.2724 0.3054 SSMC 0.2308 0.2546 0.2617 0.2431 SPD-TDE 0.0243 0.0263 0.0254 0.0316 SSMC-TDE 0.0198 0.0197 0.0210 0.0284 Bảng 6.8 Sai số trung bình bình phương sai số đồng Trang 108 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Bộ điều khiển Khớp Khớp Khớp Khớp PD 0.1994 0.2161 0.1488 0.1667 SPD 0.1449 0.1887 0.1482 0.1518 SSMC 0.1113 0.1485 0.1260 0.1356 SPD-TDE 0.0321 0.0331 0.0330 0.0376 SSMC-TDE 0.0241 0.0275 0.0272 0.0329 Từ bảng trên, ta nhận thấy chất lượng sai số điều khiển SSMCTDE nhỏ điều khiển SPD-TDE có chất lượng sai tốt điều khiển cịn lại Từ cho thấy hiệu phương pháp đề xuất áp dụng cho robot song song 4-DOF Hiệu suất hoạt động hệ thống, khả theo dõi quỹ đạo thiết bị đầu cuối, cải thiện đáng kể 6.2.5.4 Trường hợp Bảng 6.9 Sai số trung bình bình phương sai số bám Bộ điều khiển Khớp Khớp Khớp Khớp PD 0.5058 0.4682 0.3851 0.4752 SPD 0.4673 0.4633 0.3802 0.4576 SSMC 0.4031 0.3899 0.3801 0.4289 SPD-TDE 0.0265 0.0292 0.0261 0.0297 SSMC-TDE 0.0222 0.0227 0.0243 0.0257 Bảng 6.10 Sai số trung bình bình phương sai số đồng Bộ điều khiển Khớp Khớp Khớp Khớp PD 0.2918 0.3586 0.2872 0.2084 SPD 0.2031 0.2675 0.2432 0.1977 SSMC 0.1992 0.2342 0.1984 0.1889 SPD-TDE 0.0307 0.0360 0.0299 0.0352 SSMC-TDE 0.0244 0.0349 0.0286 0.0321 Trang 109 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Dựa vào kết sai số trung bình bình phương chạy với tải 5kg cho thấy hai điều khiển SPD-TDE SSMC-TDE đáp ứng tốt nhờ vào khả ước lượng loại bỏ thành phần không chắn hệ thống, sai số bám sai số trung bình mức nhỏ điều khiển SSMC-TDE cho kết tốt Kết luận: Qua so sánh đánh giá hiệu điều khiển hệ thống, thấy tác động mạnh mẽ điều khiển đề xuất giúp cải thiện đáng kể xác robot hoạt động với quỹ đạo phức tạp không tải, có tải hay hiệu suất Phương pháp TDE cung cấp cấu trúc điều khiển đơn giản loại bỏ thành phần phi tuyến tính khơng chắn hệ thống cách sử dụng thông tin trễ thời gian Do đó, hiệu suất hoạt động robot chất lượng theo dõi quỹ đạo cải thiện đáng kể Trang 110 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG 7: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Chương trình bày kết đạt từ trình thực đề tài hướng phát triển nhóm tương lai 7.1 Kết luận Sau trình nghiên cứu thực đề tài: “Thiết kế điều khiển bám cho robot song song bậc tự với tải thay đổi”, nhóm đạt kết sau: - Thiết kế thi công mạch điều khiển cho robot - Tính tốn động học thuận nghịch robot song song bậc tự với đế Par4 - Thiết kế điều khiển bám cho robot với điều kiện làm việc đầy thứ thách tải robot mang thay đổi, bị hiệu suất động lúc làm việc, chứng minh điều khiển đề xuất ổn định theo lý thuyết ổn định Lyapunov - Mô chuyển động, kiểm chứng động học điều khiển mơ hình Simscape robot phần mềm MATLAB Simulink 2019b - Xây dựng giao diện GUI cho người dùng - Kiểm chứng tính xác động học nghịch mơ hình thực tế, quy hoạch quỹ đạo cho robot - Thực nghiệm so sánh điều khiển bám thực tế, điều kiện làm việc khác Những mặt hạn chế đề tài: - Chưa kiểm chứng động học thuận cho mơ hình thực tế, thực mơ - Chưa calib vị trí ban đầu robot Việc thiết lập vị trí ban đầu robot phương pháp thủ công dẫn đến vấn đề đánh giá độ xác hệ thống trình hoạt động phụ thuộc vào bước thiết lập ban đầu - Mơ hình phần cứng chưa tối ưu - Phần chương trình điều khiển robot xây dựng chưa tối ưu - Phần cứng sử dụng vi điều khiển STM32, tốc độ xử lý chậm so với máy tính nhúng cơng nghiệp nên khả đáp ứng mơ hình cịn nhiều hạn chế Trang 111 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 7.2 Hướng phát triển Từ mặt hạn chế nêu trên, nhóm xin đề xuất số hướng phát triển tương lai đề tài sau: - Sử dụng vi xử lý mạnh phát triển hệ thống thành bo mạch nhúng để thuận tiện cho việc điều khiển - Phát triển mơ hình phần cứng cho tối ưu để đạt hiệu suất cao hoạt động - Từ điều khiển mơ hình tiền đề phát triển thêm điều khiển thích nghi, làm giảm sai số bám sai số đồng cho mơ hình robot, tăng khả thích nghi với điều kiện làm việc khác môi trường, làm tăng độ tin cậy hệ thống, giúp hệ thống hoạt động bền bỉ ổn định - Sử dụng cảm biến camera hay sử dụng cảm biến vị trí cơng nghiệp để đưa robot vị trí ban đầu robot cách xác có hiệu chỉnh cho robot bắt đầu hoạt động Trang 112 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] J.-P Merlet, Parallel robots Springer Science & Business Media, 2006 G Gogu, Structural synthesis of parallel robots Springer, 2008 S Briot and W Khalil, Dynamics of parallel robots: From rigid bodies to flexible elements Springer, 2015 D Zhang, Parallel robotic machine tools Springer Science & Business Media, 2009 N Seward and I A Bonev, "A new 6-DOF parallel robot with simple kinematic model," in 2014 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA), 2014: IEEE, pp 4061-4066 V Nabat, M de la O RODRIGUEZ, O Company, S Krut, and F Pierrot, "Par4: very high speed parallel robot for pick-and-place," in 2005 IEEE/RSJ International Conference on intelligent robots and systems, 2005: IEEE, pp 553-558 L Birglen, C Gosselin, N Pouliot, B Monsarrat, and T Laliberté, "SHaDe, a new 3-DOF haptic device," IEEE Transactions on Robotics and Automation, vol 18, no 2, pp 166-175, 2002 H Saafi, M A Laribi, and S Zeghloul, "Optimal haptic control of a redundant 3-RRR spherical parallel manipulator," in 2015 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS), 2015: IEEE, pp 2591-2596 A T Azar, Q Zhu, A Khamis, and D Zhao, "Control design approaches for parallel robot manipulators: a review," International Journal of Modelling, Identification and Control, vol 28, no 3, pp 199-211, 2017 H Cheng, Y.-K Yiu, and Z Li, "Dynamics and control of redundantly actuated parallel manipulators," IEEE/ASME Transactions on mechatronics, vol 8, no 4, pp 483-491, 2003 J He, H Jiang, D Cong, Z M Ye, and J W Han, "A survey on control of parallel manipulator," in Key Engineering Materials, 2007, vol 339: Trans Tech Publ, pp 307-313 C Yang, Q Huang, H Jiang, O O Peter, and J Han, "PD control with gravity compensation for hydraulic 6-DOF parallel manipulator," Mechanism and Machine theory, vol 45, no 4, pp 666-677, 2010 L Angel and J Viola, "Fractional order PID for tracking control of a parallel robotic manipulator type delta," ISA transactions, vol 79, pp 172-188, 2018 W.-W Shang, S Cong, and Y Ge, "Adaptive computed torque control for a parallel manipulator with redundant actuation," Robotica, vol 30, no 3, pp 457-466, 2012 W Shang and S Cong, "Nonlinear computed torque control for a high-speed planar parallel manipulator," Mechatronics, vol 19, no 6, pp 987-992, 2009 Z Zhu, J Li, Z Gan, and H Zhang, "Kinematic and dynamic modelling for real-time control of Tau parallel robot," Mechanism and machine theory, vol 40, no 9, pp 1051-1067, 2005 Trang 113 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] M Zeinali and L Notash, "Adaptive sliding mode control with uncertainty estimator for robot manipulators," Mechanism and Machine Theory, vol 45, no 1, pp 80-90, 2010 N Sadati and R Ghadami, "Adaptive multi-model sliding mode control of robotic manipulators using soft computing," Neurocomputing, vol 71, no 1315, pp 2702-2710, 2008 S A Al-Samarraie, "Invariant sets in sliding mode control theory with application to servo actuator system with friction," WSEAS Transactions on systems and control, vol 8, no 2, pp 33-45, 2013 Q V Doan, T D Le, and A T Vo, "Synchronization full-order terminal sliding mode control for an uncertain 3-DOF planar parallel robotic manipulator," Applied sciences, vol 9, no 9, p 1756, 2019 T D Le, H.-J Kang, Y.-S Suh, and Y.-S Ro, "An online self-gain tuning method using neural networks for nonlinear PD computed torque controller of a 2-dof parallel manipulator," Neurocomputing, vol 116, pp 53-61, 2013 Z Qi, J E McInroy, and F Jafari, "Trajectory tracking with parallel robots using low chattering, fuzzy sliding mode controller," Journal of Intelligent and Robotic Systems, vol 48, pp 333-356, 2007 M Jin, J Lee, P H Chang, and C Choi, "Practical nonsingular terminal sliding-mode control of robot manipulators for high-accuracy tracking control," IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol 56, no 9, pp 3593-3601, 2009 J Baek, S Cho, and S Han, "Practical time-delay control with adaptive gains for trajectory tracking of robot manipulators," IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol 65, no 7, pp 5682-5692, 2017 P T Hạnh, "Tính tốn mơ robot song song cao tốc ba bậc tự do," Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP Hồ Chí Minh, 2006 H Trần Thị Thanh, "Mơ hình hóa mơ Robot song song loại HEXAPOD," Đại học Thái Nguyên, 2008 P B Khơi, "GIẢI THUẬT VÀ CHƯƠNG TRÌNH TÍNH ĐỢNG LỰC HỌC ROBOT SONG SONG," Vietnam Journal of Science and Technology, vol 48, no 1, 2010 P A Đức, "Nghiên cứu chế tạo mơ hình robot song song," 2013 D Quốc, N Hòa, and L Dũng, "Ứng dụng mạng ANFIS cho điều khiển trượt đồng tay máy robot song song phẳng bậc tự do," Tạp chí Khoa học Công nghệ Đại học Đà Nẵng, vol 17, no 1.1, pp 68-73, 2019 L T Dũng, "Nghiên cứu thiết kế điều khiển đồng thích nghi cho tay máy robot song song phẳng," Trường Đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng, 2019 Đ N S Đinh Kiên Cường, Lê Hải Đăng "Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo robot song song bốn bậc tự điều khiển Raspberry kết hợp xử lý ảnh ứng dụng dây chuyền sản xuất," Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP Hồ Chí Minh 2021 M V P Nguyễn Thanh Nhã, Nguyễn Phi Long, "Thiết kế mơ hình điều khiển đồng cho robot song song bậc tự do," Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP Hồ Chí Minh 2022 Trang 114 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] V E Gough and S G Whitehall, "Universal tyre test machine," Proc FISITA 9th Int Technical Congr., London, 1962, pp 117-137, 1962 D Stewart, "A platform with six degrees of freedom," Proceedings of the institution of mechanical engineers, vol 180, no 1, pp 371-386, 1965 D Sun, Synchronization and Control of Multiagent Systems 2010 T C Hsia and S Jung, "A simple alternative to neural network control scheme for robot manipulators," IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol 42, no 4, pp 414-416, 1995 J.-W Lee and J.-H Oh, "Time delay control of nonlinear systems with neural network modeling," Mechatronics, vol 7, no 7, pp 613-640, 1997 M Arshad, T Khan, and M Choudhry, "Solution of forward kinematics model of six degrees of freedom parallel robot manipulator," in Proceedings of the IEEE Symposium on Emerging Technologies, 2005., 2005: IEEE, pp 393-398 J H Manton, "A framework for generalising the Newton method and other iterative methods from Euclidean space to manifolds," Numerische Mathematik, vol 129, pp 91-125, 2015 F Pierrot and O Company, "H4: a new family of 4-dof parallel robots," in 1999 IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics (Cat No 99TH8399), 1999: IEEE, pp 508-513 S Krut, M Benoit, H Ota, and F Pierrot, "I4: A new parallel mechanism for Scara motions," in 2003 IEEE International Conference on Robotics and Automation (Cat No 03CH37422), 2003, vol 2: IEEE, pp 1875-1880 S Krut, V Nabat, O Company, and F Pierrot, "A high-speed parallel robot for Scara motions," in IEEE International Conference on Robotics and Automation, 2004 Proceedings ICRA'04 2004, 2004, vol 4: IEEE, pp 41094115 F Pierrot, V Nabat, O Company, S Krut, and P Poignet, "Optimal design of a 4-DOF parallel manipulator: From academia to industry," IEEE Transactions on Robotics, vol 25, no 2, pp 213-224, 2009 S A M’hiri, N M Ben Romdhane, and T Damak, "New forward kinematic model of parallel robot par4," Journal of Intelligent & Robotic Systems, vol 96, no 2, pp 283-295, 2019 T C Hsia and L Gao, "Robot manipulator control using decentralized linear time-invariant time-delayed joint controllers," in Proceedings., IEEE International Conference on Robotics and Automation, 1990: IEEE, pp 20702075 T S Hsia, T A Lasky, and Z Guo, "Robust independent joint controller design for industrial robot manipulators," IEEE transactions on industrial electronics, vol 38, no 1, pp 21-25, 1991 T Chai and R R Draxler, "Root mean square error (RMSE) or mean absolute error (MAE)," Geoscientific model development discussions, vol 7, no 1, pp 1525-1534, 2014 Trang 115 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHỤ LỤC Chương trình điều khiển, chương trình mơ giao diện điều khiển: https://drive.google.com/drive/folders/1Ky35mrlVfKA53FOGoN6KBYUBp yNas2p_ Trang 116 S K L 0