Các thuật toán điều khiển cũng được nghiên cứu và cả ến liên tục, làm tăng độ chính xác củi ti a robot lên.. Chính vì vậy, việc nghiên cứu, phát triển Robot cũng như các phương pháp điều
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Điều khiển thích nghi cho robot song song Adaptive control for parallel robots NGUYỄN CAO CƯỜNG Cuongktz179@gmail.com Ngành Kỹ thuật Cơ điện tử Giảng viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Thoa Viện: Cơ khí HÀ NỘI, 11/2020 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17061132226691000000 Chữ ký GVHD CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên tác giả luận văn: Nguyễn Cao Cường Đề tài luận văn: Điều khiển thích nghi cho Robot song song Chuyên ngành: Kỹ thuật Cơ điện tử Mã số SV: CA190057 Tác giả, Người hướng dẫn khoa học Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên họp Hội đồng ngày 25/11/2020 với nội dung sau: Đề nghị học viên chỉnh sửa số lỗi chế bản, lỗi trích dẫn; chuẩn hóa thuật ngữ; bổ sung/giải thích cụ thể hình vẽ theo góp ý hội đồng Ngày Giáo viên hướng dẫn tháng năm 2020 Tác giả luận văn CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG ĐỀ TÀI LUẬN VĂN Đề tài: Điều khiển thích nghi cho robot song song Giáo viên hướng dẫn Ký ghi rõ họ tên Lời cảm ơn Đầu tiên, xin gửi lời chân thành cảm ơn đến Tiến sĩ Mạc Thị Thoa ln tận tình giúp đỡ, hướng dẫn, bảo tơi suốt q trình nghiên cứu Cơ dành nhiều thời gian tâm huyết hỗ trợ mặt để hoàn thành đề tài nghiên cứu Tôi xin trân trọng cảm ơn Lãnh dạo trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội , Phòng đào tạo – Bộ phận đào tạo sau đại học, Viện Cơ khí Bộ môn Cơ điện tử tạo điều kiện tốt cho nghiên cứu sinh suốt trình học tập nghiên cứu Tơi xin chân thành cảm ơn giảng viên cán Bộ môn Cơ điện tử trường Đại học Bách Khoa Hà Nội tận tình giúp đỡ tơi q trình thực luận án Cuối xin trân trọng cảm ơn gia đình bạn bè ln bên cạnh động viên tơi, giúp tơi có tâm hồn thành luận án Tóm tắt nội dung luận văn Đề tài “Điều khiển thích nghi cho robot song song” tập trung nghiên cứu việc sử dụng điều khiển trượt backstepping sở thích nghi nơ ron áp dụng cho đối tượng cánh tay robot song song Mục đích nhằm đảm bảo hệ cánh tay robot song song bám quỹ đạo đặt trước Lý chọn điều khiển trượt điều khiển có tính bền vững, khả chống nhiễu tốt với hệ phi tuyến Tĩnh ổn định hệ thông chứng minh từ việc xác định hàm Lyapunov Trong q trình thiết kế điều khiển, tơi nhận thấy tham số điều khiển có ảnh hưởng lớn đến chất lượng đầu điều khiển, nên luận văn đề xuất sử dụng mạng nơ ron nhân tạo RBF để chỉnh định tham số điều khiển nhằm nâng cao chất lượng điều khiển Luận văn tiến hành mô kiểm chứng kết Matlab Simulink Các kết cho thấy điều khiển có khả kháng nhiễu cao Phướng phát triển thời gian tới xấy dựng điều khiển cài xuống thiết bị thực, thiết kế giao diện máy tính để điều khiển bám quỹ đạo cho trước cánh tay robot song song MỤC LỤC TỔNG QUAN VỀ ROBOT SONG SONG 1.1 Giới thiệu chung robot 1.2 Robot có cấu trúc song song 1.3 Nguyên lý cấu tạo hoạt động robot song song 1.3.1 Tổng quan 1.3.2 Vận hành Robot song song 1.3.3 Yêu cầu điều khiển 1.3.4 Phương pháp điều khiển 1.4 Ứng dụng robot song song NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN THÍCH NGHI DỰA TRÊN MẠNG NORON NHÂN TẠO CHO ROBOT SONG SONG 13 2.1 Mơ hình tốn học robot song song 13 2.1.1 Mơ hình cánh tay song song 13 2.1.2 Mơ hình Euler-Lagrange 16 2.1.3 Động học ngược robot song song 19 2.1.4 Mơ hình hóa đối tượng robot song song 20 2.2 Một số điều khiển cho robot song song 22 2.2.1 Bộ điều khiển PID 22 2.2.2 Bộ điều khiển trượt 22 2.2.3 Bộ điều khiển thích nghi sử dụng mạng nơron nhân tạo 22 2.2.4 So sánh điều khiển nêu 23 2.3 Nền tảng sở giải thuật điều khiển 23 2.3.1 Điều khiển trượt 24 2.3.2 Mạng nơron nhân tạo RBF 31 2.4 Tổng hợp điều khiển trượt sở mạng nơron nhân tạo 33 2.4.1 Tổng hợp điều khiển trượt 33 2.4.2 Tổng hợp điều khiển trượt thích nghi dựa sở mạng nơ ron nhân tạo 36 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 40 3.1 Sơ đồ cấu trúc điều khiển 40 3.2 Kết mô Matlab 40 KẾT LUẬN 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO 51 CƠNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ 53 PHỤ LỤC 54 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Xe tự hành thám hiểm Mặt Trăng Lunokohod Hình 1.2 Robot Shakey Hình 1.3 Mơ hình cánh tay robot song song Hình 1.4 Cấu tạo khớp quay R (revolute joint) Hình 1.5 Mô tả chuyển động cánh tay robot song song Hình 1.6 Robot song song hai cánh tay phịng thí nghiệm Hình 1.7 Robot song song hai cánh tay ứng dụng cơng nghiệp Hình 1.8 Buồng lái mô máy bay CAE sử dụng cấu chấp hành robot song song 10 Hình 1.9 Bàn gá chân dùng robot song song 10 Hình 1.10 Mơ hình cánh tay giả sử dụng cấu chấp hành song song gồm cấu chấp hành song song 11 Hình 1.11 Robot song song ABB dùng gia cơng khí 11 Hình 1.12 Bệ đỡ ổn định anten sử dụng cấu robot song song 12 Hình 2.1 Mơ hình cánh tay robot song song 13 Hình 2.2 Các lực tác dụng lên vật m 14 Hình 2.3 Sơ đồ hệ thống điều khiển sử dụng luật điều khiển trượt 29 Hình 2.4 Sơ đồ mạng nơ ron nhân tạo 32 Hình 3.1 Tín hiệu đặt (đường màu đen) góc quay tai khớp thực tế chưa có nhiễu tác động 41 Hình 3.2 So sánh quỹ đạo trạng thái tải trọng m quỹ đạo mong muốn thực tế chưa có nhiễu tác động 42 Hình 3.3 Nhiễu tác động lên khớp quay quay cánh tay robot (Nm) 43 Hình 3.4 Tín hiệu đặt (đường màu đen) góc quay tai khớp thực tế có nhiễu tác động 43 Hình 3.5 So sánh quỹ đạo trạng thái tải trọng m quỹ đạo mong muốn thực tế có nhiễu tác động 44 Hình 3.6 Tín hiệu đặt (đường màu xanh) góc quay tai khớp thực tế 45 Hình 3.7 So sánh quỹ đại đặt vị trí thực tế tải trọng m 46 Hình 3.8 Góc quay khớp tín hiệu đặt 47 Hình 3.9 So sánh quỹ đại đặt vị trí thực tế tải trọng m 48