Điều khiển tay máy 3 bậc tự do theo thuật toán PID cải tiến

1 CHƢƠNG I. GIỚI THIỆU LUẬN VĂN 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ: Trong quá trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa của nước ta, việc nghiên cứu thiết kế và chế tạo các robot công nghiệp để ứng dụng vào sản xuất có một ý nghĩa rất quan trọng, đặc biệt là trong giai đoạn hội nhập kinh tế như hiện nay. Việc tự động hóa quá trình sản xuất với sự có mặt của các robot sẽ làm tăng khả năng mềm dẻo của hệ thống sản xuất, tăng chất lượng của sản phẩm và đặc biệt là có thể làm giảm giá thành sản phẩm để tăng tính cạnh tranh. Ngoài ra, robot công nghiệp còn có một tính năng quan trọng khác là nó có thể làm việc trong những môi trường khắc nghiệt mà con người không thể tham gia vào được như: môi trường nhiều khói bụi, môi trường độc hại của hóa chất, môi trường nhiệt độ cao… Hiện nay, trên thế giới đã có rất nhiều nghiên cứu và ứng dụng robot vào quá trình sản xuất như các robot hàn trong nhà máy sản xuất ô tô, robot lắp máy, robot đào đường hầm, robot cấp phôi trong các máy gia công chi tiết cơ khí, robot quay camera trong các sân vận động, robot tự động nâng hàng… Tuy nhiên ở Việt Nam thì việc nghiên cứu và chế tạo robot mới ở giai đoạn bắt đầu, chủ yếu dừng lại ở mức độ chế thử, chỉ một số ít được chuyển giao vào quá trình sản xuất. Các robot này chưa có tính thích nghi ứng với môi trường thay đổi mà chủ yếu hoạt động theo chương trình định trước. Việc nghiên cứu các bộ điều khiển để nâng cao độ chính xác của robot hiện vẫn còn đang được các nhà khoa học trong và ngoài nước quan tâm rất nhiều. Đối với hệ điều khiển robot, việc lựa chọn sử dụng các bộ biến đổi, các loại động cơ điện, các thiết bị đo lường, cảm biến, các bộ điều khiển và đặc biệt là phương pháp điều khiển có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng điều khiển bám chính xác quỹ đạo của hệ. Các công trình nghiên cứu về hệ thống điều khiển robot tập trung chủ yếu theo hai hướng là sử dụng các mô hình có tính đặc tính phi tuyến có thể ước lượng 2 được để đơn giản việc phân tích và thiết kế hoặc đề ra các thuật toán điều khiển mới nhằm nâng cao chất lượng đáp ứng của robot. Với mong muốn tìm hiểu sâu về lĩnh vực cánh tay Robot. Chính vì vậy đề tài “Điều khiển tay máy 3 bậc tự do theo thuật toán PID cải tiến” được thực hiện. 1.2 Tính cấp thiết của đề tài. Hiện nay, phương pháp điều khiển robot cánh tay 3 bậc tự do theo thuật toán PID cải tiến cũng là lựa chọn mới trong các kỹ thuật điều khiển động cơ DC với những ưu điểm sau: - Đơn giản, không cần đến các khối chuyển đổi tương quan. - Tính linh hoạt cao - Khả năng điều khiển bền bỉ và chính xác - Có đầy đủ các yếu tố cho việc thiết kế bộ điều khiển có các tính năng theo yêu cầu đề ra. Tính ổn định của điều khiển PID cải tiến rất rộng và bền vững đối với tác động bên ngoài. - Khả năng bám tốc độ đặt cao, ngay cả khi tải thay đổi  Ưu điểm của phương pháp PID cải tiến so với phương pháp PID thông thường. - Đáp ứng tốc độ vẫn đảm bảo trong các điều kiện tải thay đổi hoặc thông số động cơ thay đổi trong quá trình làm việc. - Cho đáp ứng nhanh, chất lượng truyền động tốt, hiệu suất cao. 1.3. MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1.3.1 Mục tiêu của đề tài Đề tài này tập trung nghiên cứu bộ điều khiển PID mờ điều khiển động cơ DC nhằm cho thấy sự thích nghi tốt của bộ điều khiển mờ trong điều khiển tốc độ động cơ DC. Việc thiết kế sẽ được mô phỏng trên Matlab/simulink. Để điều khiển được tay máy ta cần giải quyết bài toán sau đây. Trước tiên người vận hành nhập giá trị tọa độ (X,Y) vào giao diện điều khiển. Phần mềm tính 3 toán hai góc θ 1 , θ 2 theo bài toán động học ngược. Sau đó giá trị θ 1 , θ 2 được đưa qua bộ điều khiển PID cải tiến để cho ra giá trị trong chế độ thực (θ 1r , θ 2r là 2 góc cần đạt được, θ 1 , θ 2 l à các góc phản hồi trong quá trình vận hành cánh tay robot) Hình 1-1: Sơ đồ khối điều khiển tay máy Sơ đồ khối dưới đây là mạch điều khiển của động cơ 1. Lấy hiệu hai giá trị θ 1r và θ 1 ta được giá trị sai số e. Sau đó e được đưa qua bộ PID cải tiến ta được giá trị điện áp u, qua bộ khuếch đại công suất và đưa đến động cơ H ình 1-2: Sơ đồ mạch điều khiển cho động cơ 1 Tương tự như trên ta áp dụng cho hai giá trị θ 2r và θ 2 . H ình 1-3: Sơ đồ mạch điều khiển cho động cơ 2 Để thực hiện được bài toán như trên, tác giả xây dựng mô hình robot tay máy 3 bậc tự do như hình (1 – 4). Động cơ (3) điều khiển link1 (5), có encoder (4) phản r2  e PID KĐCS DC2 MĐ 2  r1  e PID KĐCS DC1 MĐ 1  u Cho (X,Y) Động học ngược rr 21 ,  Bộ ĐK PID cải tiến r11   r22   DC 4 hồi góc θ 1 . Động cơ (7) điều khiển link1 (8), có encoder (6) phản hồi góc θ 2 . Xylanh (9) tịnh tiến bàn tay kẹp lên xuống và xylanh (10) điều khiển bàn tay kẹp. 5 8 2 2 1 1 3 7 4 6 9 9 Khớp 1 Khớp 2 12 a b c d h 10 10 Link2 Link1 15 13 14 14 16 17 11 Hình 1-4: Mô hình tay máy 3 bậc tự do 1.3.2 Nội dung nghiên cứu - Các phương pháp điều khiển động cơ DC. - Động học tay máy. - Thiết kế bộ điều khiển PID mờ cho động cơ dẫn động các khớp. - Mô phỏng. - Xây dựng mô hình thực nghiệm. 1.4. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: - Trao đổi với giáo viên hướng dẫn về nhiệm vụ được giao và các vấn đề có liên quan. - Tìm hiểu lý thuyết về điều khiển cánh tay 3 bậc tự do và thuật toán PID làm cơ sở cho việc thiết kế bộ điều khiển cho robot. - Tham khảo các sách, bài báo trên mạng về robot 5 - Nghiên cứu Thuật toán điều khiển PID cải tiến cho robot 1.5. ĐIỂM MỚI CỦA LUẬN VĂN: Nghiên cứu các nhiệm vụ và yêu cầu mới về ổn định, tin cậy của hệ robot tay máy để phù hợp với tình hình kinh tế phát triển. Tìm hiểu cấu trúc và hoạt động của robot theo thuật toán PID cải tiến và mô phỏng 3D trên LabVIEW 1.6. GIÁ TRI THỰC TIỄN CỦA LUẬN VĂN: Hệ tay máy 3 bậc tự do Scara được sử dụng nhiều trong công nghiệp trên thế giới. Đề tài “ Điều khiển tay máy 3 bậc tự do theo thuật toán PID cải tiến” góp phần vào việc phát triển nghiên cứu robot này ở Việt Nam, nhằm mục đích phục vụ cho công tác đào tạo và nghiên cứu ở các trường đại học, cao đẳng và trung cấp chuyên nghiệp 1.7. BỐ CỤC LUẬN VĂN: Luận văn gồn 5 chương:  Chương I: Giới thiệu luận văn.  Chương II: Cơ sở lý thuyết.  Chương III: Động học tay máy và điều khiển tay máy.  Chương IV: Thiết kế bộ điều khiển PID cải tiến cho động cơ dẫn động các khớp.  Chương V:Kết quả thực nghiệm và kết luận  Tài liệu tham khảo 6 CHƢƠNG II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1. TỔNG QUAN VỀ ROBOT CÔNG NGHIỆP 2.1.1. Lịch sử phát triển Thuật ngữ “Robot” lần đầu tiên xuất hiện năm 1922 trong tác phẩm “Rosum’s Universal Robot “ của Karal Capek. Theo tiếng Séc thì Robot là người làm tạp dịch. Trong tác phẩm này nhân vật Rosum và con trai ông đã tạo ra những chiếc máy gần giống như con người để hầu hạ con người. Hơn 20 năm sau, ước mơ viễn tưởng của Karel Capek đã bắt đầu hiện thực. Ngay sau chiến tranh thế giới lần thứ 2, ở Mỹ đã xuất hiện những tay máy chép hình điều khiển từ xa, trong các phòng thí nghiệm phóng xạ. Năm 1959, Devol và Engelber đã chế tạo Robot công nghiệp đầu tiên tại công ty Unimation. Năm 1967 Nhật Bản mới nhập chiếc Robot công nghiệp đầu tiên từ công ty AMF của Mỹ. Đến năm 1990 có hơn 40 công ty của Nhật, trong đó có những công ty khổng lồ như Hitachi, Mitsubishi và Honda đã đưa ra thị trường nhiều loại Robot nổi tiếng. Những robot đầu tiên thực chất là sự nối kết giữa các khâu cơ khí của cơ cấu điều khiển từ xa với khả năng lập trình của máy công cụ điều khiển số. Từ những năm 70, việc nghiên cứu nâng cao tính năng của robot đã chú ý nhiều đến sự lắp đặt thêm các cảm biến ngoại tín hiệu để nhận biết môi trường làm việc. Tại trường đại học tổng hợp Stanford, người ta đã tạo ra loại Robot lắp ráp tự động điều khiển bằng vi tính trên cơ sở xử lý thông tin từ các cảm biến lực và thị giác. Vào thời gian này công ty IBM đã chế tạo Robot có các cảm biến xúc giác và cảm biến lực điều khiển bằng máy vi tính để lắp ráp các máy in gồm 20 cụm chi tiết Những năm 90 do áp dụng rộng rãi các tiến bộ khoa học về vi xử lý và công nghệ thông tin, số lượng Robot công nghiệp đã tăng nhanh, giá thành giảm đi rõ rệt, tính năng đã có nhiều bước tiến vượt bậc. Nhờ vậy Robot công nghiệp đã 7 có vị trí quan trọng trong các dây truyền sản xuất hiện đại. Ngày nay, chuyên ngành khoa học nghiên cứu về Robot “Robotics” đã trở thành một lĩnh vực rộng trong khoa học, bao gồm các vấn đề cấu trúc cơ cấu động học, động lực học, lập trình quỹ đạo, cảm biến tín hiệu, điều khiển chuyển động v.v… Có thể nói, Robot là sự tổ hợp khả năng hoạt động linh hoạt của các cơ cấu điều khiển từ xa với mức độ “tri thức” ngày càng phong phú của hệ thống điều khiển theo chương trình số cũng như kỹ thuật chế tạo các bộ cảm biến, công nghệ lập trình và các phát triển của trí khôn nhân tạo, hệ chuyên gia Trong những năm sau này, việc nâng cao tính năng hoạt động của robot không ngừng phát triển. Các robot được trang bị thêm các loại cảm biến khác nhau để nhận biết môi trường chung quanh, cùng với những thành tựu to lớn trong lĩnh vực Tin học - Điện tử đã tạo ra các thế hệ robot với nhiều tính năng đăc biệt, Số lượng robot ngày càng gia tăng, giá thành ngày càng giảm. Nhờ vậy, robot công nghiệp đã có vị trí quan trọng trong các dây chuyền sản xuất hiện đại. 2.1.2. Phân loại Robot công nghiệp 2.1.2.1. Theo chủng loại, mức độ điều khiển, và nhận biết thông tin của tay máy-người máy đã được sản xuất trên thế giới có thể phân loại các IR thành các thế hệ sau: Thế hệ 1: Thế hệ có kiểu điều khiển theo chu kỳ dạng chương trình cứng không có khả năng nhận biết thông tin. Thế hệ 2: Thế hệ có điều khiển theo chu kỳ dạng chương trình mềm bước đầu đã có khả năng nhận biết thông tin. Thế hệ 3: Thế hệ có kiều điều khiển dạng tinh khôn, có khả năng nhận biết thông tin và bước đầu đã có một số chức năng lý trí của con người. 2.1.2.2. Phân loại tay máy theo cấu trúc sơ đồ động: Thông thường cấu trúc chấp hành của tay máy công nghiệp được mô hình hóa trong dạng chuỗi động với các khâu và các khớp như trong nguyên lý máy với các giả thuyết cơ bản sau: 8 - Chỉ sử dụng các khớp động loại 5 ( khớp quay, khớp tịnh tiến, khớp vít). - Trục quay hướng tịnh tiến của các khớp thì song song hay vuông góc với nhau. - Chuỗi động chỉ là chuỗi động hở đơn giản Robot công nghiệp rất phong phú đa dạng, có thể được phân loại theo các cách sau: - Cấu trúc chuyển động toàn bộ (chân người) cấu trúc này thực hiện chuyển động đem toàn bộ tay máy (tay người) đến vị trí làm việc. Cấu trúc này hết sức đa dạng và thông thường nếu không phải là tay máy hoạt động trong hệ thống mà chuyển động này cần có sự kiểm soát. Người ta thường coi tay máy là đứng yên, khâu 0 gọi là giá cố định của tay máy. - Cấu trúc xác định bàn kẹp bao gồm các khớp A,B và F các khâu 1, 2 và 3, chuyển động của cấu trúc này đem theo bàn kẹp với vị trí làm việc. Do giả thiết về loại khớp động dùng trong chế tạo máy thông thường ta có những phối hợp sau đây của các khớp và từ đó tạo nên những cấu trúc xác định vị trí của bàn kẹp trong các không gian vị trí khác nhau của bản kẹp. Phối hợp TTT nghĩa là 3 khớp đều là khớp tịnh tiến và một khớp quay. Đây là cấu trúc hoạt động trong hệ toạ độ Đề Các so với các toạ độ So vì 3 điểm M nằm trên khâu 3 khớp đều là khớp tịnh tiến và một chuyển động quay ( tức là hai toạ độ dài). Phối hợp TRT, RTT, hay TTR nghĩa là một khớp tịnh tiến hai khớp quay ( các cấu trúc 2, 3, và 4). Đây là cấu trúc hoạt động trong hệ toạ độ trụ so với điểm M trên khâu 3 được xác định bởi 2 chuyển động tịnh tiến và một chuyển động quay( tức là hai toạ độ dài một toạ độ gốc). Phối hợp RTR, RRT, TTR nghĩa là hai khớp tịnh tiến và hai khớp quay. Đây là cấu trúc hoạt động trong hệ tọa độ cầu so với hệ So, vì điểm M trên khâu 3 được xác định bởi một chuyển động tịnh tiến và hai chuyển động quay. 9 Phối hợp RRR tức là 3 khớp quay , đây là các cấu trúc hoạt trong toạ độ góc so với hẹ So, vì điểm M trên khâu 3 được xác định bởi ba chuyển động quay, cấu trúc này được gọi là cấu trúc phỏng sinh học. Tuy nhiên trong thực tế, đối với các tay máy chuyên dùng ta chuyên môn hoá và đặc biệt đảm bảo giá thành và giá đầu tư vào tay máy thấp, người ta không nhất thiết lúc nào cũng phải chế tạo tay máy có đủ số ba khớp động cho cấu trúc xác định vị trí. Đối với tay máy công nghiệp đã có hơn 250 loại, trong số đó có hơn 40% là loại tay máy có điều khiển đơn giản thuộc thế hệ thứ nhất. Sự xuất hiện của IR và sự gia tăng vai trò của chúng trong sản xuất và xã hội loài người làm xuất hiện một nghành khoa học mới là nghành Robot học(Robotic). Trên thế giới nhiều nời đã xất hiện những viện nghiên cứu riêng về Robot. 2.1.2.3. Phân loại theo kết cấu : Theo kết cấu của tay máy người ta phân thành robot kiểu toạ độ Đề các, Kiểu toạ độ trụ, kiểu toạ độ cầu, kiểu toạ độ góc, robot kiểu SCARA. 2.1.2.4. Phân loại theo hệ thống truyền động : Có các dạng truyền động phổ biến là : Hệ truyền động điện : Thường dùng các động cơ điện 1 chiều (DC : Direct Current) hoặc các động cơ bước (step motor). Loại truyền động này dễ điều khiển, kết cấu gọn. Hệ truyền động thuỷ lực : có thể đạt được công suất cao, đáp ứng những điều kiện làm việc nặng. Tuy nhiên hệ thống thủy lực thường có kết cấu cồng kềnh, tồn tại độ phi tuyến lớn khó xử lý khi điều khiển. Hệ truyền động khí nén : có kết cấu gọn nhẹ hơn do không cần dẫn ngược nhưng lại phải gắn liền với trung tâm tạo ra khí nén. Hệ này làm việc với công suất trung bình và nhỏ, kém chính xác, thường chỉ thích hợp với các robot hoạt động 10 theo chương trình định sẳn với các thao tác đơn giản “nhấc lên - đặt xuống” (Pick and Place or PTP : Point To Point). 2.1.2.5. Phân loại theo ứng dụng : Dựa vào ứng dụng của robot trong sản xuất có Robot sơn, robot hàn, robot lắp ráp, robot chuyển phôi .v.v 2.1.2.6. Phân loại theo cách thức và đặc trưng của phương pháp điều khiển : Có robot điều khiển hở (mạch điều khiển không có các quan hệ phản hồi), Robot điều khiển kín (hay điều khiển servo) : sử dụng cảm biến, mạch phản hồi để tăng độ chính xác và mức độ linh hoạt khi điều khiển. Ngoài ra còn có thể có các cách phân loại khác tuỳ theo quan điểm và mục đích nghiên cứu. 2.1.3. Ứng dụng của ROBOT: Robot được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau. Có thể phân loại ứng dụng công nghiệp của robot làm các lĩnh vực chính: Vận chuyển, bốc dỡ vật liệu, gia công, lắp ráp thăm dò và các ứng dụng khác. 2.1.3.1. Ứng dụng robot trong vận chuyển, bốc dỡ vật liệu. Trong ứng dụng vận chuyển, robot có nhiệm vụ di chuyển đối tượng từ vị trí này đến vị trí khác. Nhiệm vụ này của robot thực hiện bởi các thao tác nhặt và đặt vật thể. Robot nhặt chi tiết ở một vị trí và chuyển dời đến một vị trí khác. Robot có thể gấp một chi tiết ở một vị trí cố định hoặc trên một băng tải đang chuyển động và đặt ở một vị trí cố định khác hoặc đặt trên một băng tải khác đang chuyển động với định hướng chi tiết. Robot có khả năng bốc xếp và vận chuyển các chi tiết có hình dạng và kích thước khác nhau nhờ các thông tin chuẩn về lưu trữ trong bộ nhớ và robot sử dụng các cảm biến để nhận dạng các chi tiết thực. 2.1.3.2. Ứng dụng trong lĩnh vực gia công vật liệu. Trong công nghiệp gia công vật liệu, robot thực hiện nhiệm vụ như một máy gia công. Do đó tay robot sẽ gắn một dụng cụ thay cho một cơ cấu kẹp. Ứng dụng [...]... θ2r – θ2= 0 S PID cải tiến KĐCS DC1 DC2 Đ Gắp vật Bài toán Động học ngược e12(t) = θ11r – θ11= 0 e22(t) = θ21r – θ21= 0 S PID cải tiến KĐCS Đ Nhả vật Kết thúc Hình 3 – 2: Lưu đồ thuật toán điều khiển tay máy DC1 DC2 18 CHƢƠNG IV THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN PID CHO ĐỘNG CƠ DẪN ĐỘNG CÁC KHỚP 4.1 Giới thiệu về bộ điều khiển PID thông thƣờng Một bộ điều khiển vi tích phân tỉ lệ (bộ điều khiển PID) là một cơ... giữa vi phân của tín hiệu ra theo tín hiệu vào, vi phân bậc 1 và vi phân bậc 2 của tín hiệu vào (hình 4.8b) dựa vào kinh nghiệm chuyên gia cũng không dễ dàng Do đó chỉ nên sử dụng bộ điều khiển PID mờ khi bộ điều khiển PI mờ hoặc PD mờ không thể điều khiển đối tượng với chất lượng như mong muốn 4 .3 THIẾT KẾ PID CẢI TIẾN 32 H ình 4.9: Điều khiển PID cải tiến 4.4.MÔ PHỎNG: 4.4.1 PID thông thường cho động... 4.10: Mô phỏng PID thông thường 33 Kết quả mô phỏng PID thông thường H ình 4.11: Kết quả mô phỏng PID thông thường 4.4.2 Mô phỏng PID cải tiến cho động cơ DC bằng Matlab H ình 4.12: PID mờ Kết quả mô phỏng PID cải tiến H ình 4. 13: Kết quả mô phỏngPID cải tiến 34 Nhận xét: - Kết quả mô phỏng PID thông thường cho thấy tốc độ bám của động cơ khoảng 3 giây Trong khi đó tốc độ bám của PID cải tiến là o,1 giây... hồi vòng điều khiển (bộ điều khiển) tổng quát được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống điều khiển công nghiệp – bộ điều khiển PID được sử dụng phổ biến nhất trong số các bộ điều khiển phản hồi Một bộ điều khiển PID tính toán một giá trị "sai số" là hiệu số giữa giá trị đo thông số biến đổi và giá trị đặt mong muốn Bộ điều khiển sẽ thực hiện giảm tối đa sai số bằng cách điều chỉnh giá trị điều khiển đầu... quá tr.nh, bộ điều khiển PID là bộ điều khiển tốt nhất [1] Tuy nhiên, để đạt được kết quả tốt nhất, các thông số PID sử dụng trong tính toán phải điều chỉnh theo tính chất của hệ thống-trong khi kiểu điều khiển là giống nhau, các thông số phải phụ thuộc vào đặc thù của hệ thống Giải thuật tính toán bộ điều khiển PID bao gồm 3 thông số riêng biệt, do đó đôi khi nó c.n được gọi là điều khiển ba khâu:... bộ điều khiển mờ  ‘ Thiết kế dựa vào kinh nghiệm chuyên gia  ‘ Thiết kế dựa trên lý thuyết Lyapunov  ‘ Thiết kế bộ điều khiển PID mờ  ‘ Thiết kế bộ điều khiển mờ dùng giải thuật di truyền 4.2.4 Điều khiển PID mờ Có thể nói trong lĩnh vực điều khiển, bộ PID được xem như một giải pháp đa năng cho các ứng dụng điều khiển Analog cũng như Digital Theo một nghiên cứu cho thấy có khoảng hơn 90% các bộ điều. .. tốc độ bám của động cơ khoảng 3 giây Trong khi đó tốc độ bám của PID cải tiến là o,1 giây 4.5 Giao diện điều khiển tay máy Hình 4-14: Giao diện điều khiển tay máy 3 bậc tự do 35 Hình 4-15: Lập trình PID Hình 4.16: Lập trình PID cho khớp 1 36 Hình 4-17: Lập trình PID cho khớp 2 Hình 4-18: Giải bài toán động học ngược ... số Do đó chỉ có sơ đồ điều khiển PI mờ ở hình 4.7b mới được sử dụng trong thực tế  Bộ điều khiển PI mờ nếu thiết kế tốt có thể điều khiển điều khiển đối tượng trong miền làm việc rộng với sai số xác lập bằng 0  Tuy nhiên cũng cần để ý rằng bộ điều khiển PI làm chậm đáp ứng của hệ thống và trong nhiều trường hợp làm cho quá trình quá độ có dao động 31 4.2.4.5 Điều khiển PID mờ Hình 4.8a: Bộ điều khiển. .. kinh điển không thể đảm bảo chất lượng điều khiển tại mọi điểm làm việc Do đó để điều khiển các đối tượng phi tuyến ngày nay người ta thường dùng kỹ thuật hiệu chỉnh PID mềm (dựa trên phầm mềm), đây chính là cơ sở của thiết kế PID mờ hay PID thích nghi 27 4.2.4.1 Sơ đồ điều khiển sử dụng PID mờ Hình 4.4: Sơ đồ điều khiển sử dụng PID mờ [1] Mô hình toán của bộ PID: t t u(t) = K P e(t )  K I  e( )d... một sơ đồ điều khiển đơn giản thường gặp, trong đó bộ điều khiển mờ được dùng thay thế cho bộ điều khiển kinh điển 24 Hinh 4.1: Sơ đồ hệ thống bộ điều khiển mờ cơ bản 4.2.2 Cấu trúc của bộ điều khiển mờ Bộ điều khiển mờ gồm 4 khối: Mờ hóa, hệ luật mờ, thiết bị hợp thành, giải mờ Khi ghép bộ điều khiển mờ vào hệ thống, thường thêm vào hai khối tiền xử lý và hậu xử lý Hinh 4.2: Cấu trúc bộ điều khiển mờ . bậc tự do theo thuật toán PID cải tiến được thực hiện. 1.2 Tính cấp thiết của đề tài. Hiện nay, phương pháp điều khiển robot cánh tay 3 bậc tự do theo thuật toán PID cải tiến cũng là lựa chọn. các thuật toán điều khiển mới nhằm nâng cao chất lượng đáp ứng của robot. Với mong muốn tìm hiểu sâu về lĩnh vực cánh tay Robot. Chính vì vậy đề tài Điều khiển tay máy 3 bậc tự do theo thuật. Link1 15 13 14 14 16 17 11 Hình 1-4: Mô hình tay máy 3 bậc tự do 1 .3. 2 Nội dung nghiên cứu - Các phương pháp điều khiển động cơ DC. - Động học tay máy. - Thiết kế bộ điều khiển PID mờ cho