Ho Chi Minh city University of Technology and Education Faculty of of Electrical & Electronic Engineering BÁO CÁO CUỐI KỲĐỀ TÀI:MÔ HÌNH HÓA VÀ NHẬN DẠNG HỆ CÁNH TAY ROBOT 2 BẬC TỰ DO ÁP
Trang 1Ho Chi Minh city University of Technology and Education
Faculty of of Electrical & Electronic Engineering
BÁO CÁO CUỐI KỲ
ĐỀ TÀI:MÔ HÌNH HÓA VÀ NHẬN DẠNG HỆ CÁNH TAY ROBOT 2 BẬC
TỰ DO ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP BÌNH PHƯƠNG CỰC TIỂU HỒI QUY
TUYẾN TÍNH MÔN HỌC: MÔ HÌNH HÓA VÀ NHẬN DẠNG HỆ THỐNG
GVHD: TS Trần Đức Thiện Thành viên: Nguyễn Hoàng Nghĩa - 21151138
Nguyễn Quang Trung - 21151487
Trang 2NỘI DUNG TRÌNH BÀY
CHƯƠNG 1 : ĐẶT VẤN ĐỀ
CHƯƠNG 2 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN
CHƯƠNG 5: TÀI LIỆU THAM KHẢO
Trang 3CHƯƠNG 1 : ĐẶT VẤN ĐỀ
Trang 4CHƯƠNG 1 : ĐẶT VẤN ĐỀ
Nghiên cứu và đưa ra cơ sở lý thuyết của phương pháp bình phương cực tiểu áp dụng
mô hình hồi qui tuyến tính
Xác định các tham số của hệ cánh tay robot 2 bậc tự do
Tính toán các tham số động lực học, xây dựng các hàm - không gian trạng thái (space- state) của hệ
Mô hình hóa hệ cánh tay robot 2 bậc tự do
Nhận dạng được các tham số của mô hình
Mục tiêu đề tài.
Trang 5CHƯƠNG 1 : ĐẶT VẤN ĐỀ
Trình bày cơ sở lý thuyết của hệ cánh tay robot 2 bậc tự do
Mô hình hóa hệ thống cánh tay robot 2 bậc tự do
Xác định thông số ban đầu của hệ thống
Thiết kế và xây dựng quá trình nhận dạng và mô hình hóa hệ áp dụng phương pháp bình phương cực tiểu hồi quy tuyến tính
Thiết lập môi trường mô phỏng Matlab Simulink
Phân tích xác định kết quả mô phỏng và đưa ra kết luận, đánh giá các yếu tố bất thường của hệ
Trình bày tài liệu tham khảo
Nội dung đề tài.
Trang 6CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ
THUYẾT
Trang 7CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1 Mô hình toán học
Trang 8CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1 Mô hình toán học
Phân tích vector vận tốc trong hệ trục tọa độ Oxy
Độ lớn của vector được xác định:
(2.6) (2.7) (2.8)
Trang 9CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Phương trình vi phân dạng tổng quát
Với:
Trang 10
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.2 Phương pháp bình phương cực tiểu
Trang 11CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.2 Phương pháp bình phương cực tiểu
Mô hình ARX
Các thuật ngữ trong mô hình ARX:
+ Vector gọi là vector tham số hệ thống + Vector gọi là vector hồi qui ( do gồm tín hiệu vào
và tín hiệu ra trong quá khứ, các thành phần của vector gọi là phần tử hồi qui.
+ Bộ dự báo cáo dạng như trên được gọi là bộ dự báo dạng hồi qui tuyến tính.
Trang 12
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ
MÔ PHỎNG HỆ THỐNG
Trang 13CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG
3.1.1 Khai báo thông số hệ cánh tay robot 2 bậc tự do
Trang 14CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG
3.1.2 Thiết kế và mô phỏng quá trình nhận dạng trên Simulink
Chương trình matlab function phương trình vi phân mô tả hệ cánh tay robot 2 bậc tự do:
Trang 15CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG
3.1.2 Thiết kế và mô phỏng quá trình nhận dạng trên Simulink
Chương trình matlab function phương trình vi phân mô tả hệ cánh tay robot 2 bậc tự do:
Trang 16CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG
Nhiễu ban đầu bằng 0 và cài đặt các giá trị như hình bên dưới.
Trang 17CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG
Trang 19 Lưu ý: Khi thực hiện quá trình thu thập dữ liệu từ khối lấy mẫu mô hình hóa của hệ cánh tay robot 2 bậc
tự do thì phải khai báo tên scope và save format đúng.
Trang 20CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG
3.2 Kết quả mô phỏng
Trang 21CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG
3.2 Kết quả mô phỏng
Trang 22CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG
3.2 Kết quả mô phỏng
Trang 23CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG
3.2 Kết quả mô phỏng
Đánh giá kết quả sai số giữa hệ số tính toán bằng phương pháp bình phương cực tiểu và thông số thực của hệ cánh tay robot 2 bậc tự do khi có nhiễu tác động.
=> Hệ số mô phỏng cho ra kết quả sát với thực nghiệm, sai số có nhưng không đáng kể và chênh lệch nhiều, nằm trong khoảng cho phép Quá trình nhận dạng cho kết quả ở mức chính xác.
Kết quả các thông số sau khi nhận dạng
= 5.0286 , , mr = 0.2566, ,
Thông số ban đầu của robot : = 5.1004, , mr = 0.2602, ,
Phần trăm sai số của kết quả nhận dạng
Trang 24
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN
Trang 26CHƯƠNG 5: TÀI LIỆU THAM KHẢO
Trang 27CHƯƠNG 5: TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Chap 11 Recursive Estimation Methods Lennart Ljung, System identification Theory for the user – Second edition,
[2] Advanced Engineering Mathematics, 10th Editon
[3] Modeling and Simulation of Systems Using MATLAB and Simulink
Trang 28Thanks For Your Listening