Điều khiển mờ pipeline robot

iii LỜI CẢM TẠ  c thc hio thi hc m K Thut Tp H Chí Minh. Xin cm Quý Thy Cô tng dn và tu kin thun l tác gi nghiên cu thc hin lu Xin chân thành cm s ng dn trc tip ca TS. Nguy  tng ý kin quý ng dn tác gi hoàn thin  tài này. Tác gi i lti Quý Thy Cô n  n t i hc m K Thut Tp H Chí Minh c và giám sát ti trong sut quá trình thc hin lu Rt cm c s cng tác nhit tình ca các anh ch và các bn hc viên lp cao hc ngành K Thun T khóa 2010 - 2012s  nhng ý kin b ích qua nhng cuc tho lun ca tp th lp. Xin gi lng h ng viên tôi trong sut quá trình hc bit trong thi gian thc hi tài này. Kính chúc sc khe Quý Thy Cô và các bn. Hc viên Võ Thành Nhân iv [Type text] ABSTRACT Pipeline robots are used in many fields of industry. In this thesis, one application is monitoring the inside of the pipes and solving problems through the interior of pipes. This ability is necessary especially when one should inspect an underground pipe. In addition, many sensors are used on these robots to improve the quality of inspection, such as vision and testing apparatuses of the inside of the pipes. Design and control of robot in the pipes are discussed in this thesis. Experiments and modelings are arranged to evaluate the mobility of the robot passing through Matlab softwave. Moreover, the robot outer diameter can be varied and adapted to the pipe inside, to regulate the contact pressure needed between the robot and the pipe. Pipeline robots are kinds of mobile robots which make it possible to inspect inaccessible places by crawling into it. The main characteristics  monitor the environment in the best way in pipes. TÓM TẮT   ng thêm         . v  C  1  1 1.2  Pipeline robot 2 1.2.1  2 1.2.2  6 1.2.2.1  6 1.2.2.2  7 1.2.2.3  7 1.2.3  8 1.2.4  9 1.3  13 1.4  14 1.5  14 1.6  14 1.7  14 1.8  15 1.9  15  16  16  16  17  17  18  18  19  19 v 2.2.5 19  21  21  22  24   24  25 2.3.3  26 2.3.4  26  28    29  29 2.5  30 2.6  32  33 Pipeline robot 33 3.1.1  33 3.1.2   36  37  38  39 3.2.3  41  41 3.3 Thi 41  41  46  46   46  47 v   47 3  47 3 52 lai  53 lai  53 lai  53  56 4.1.    56   56 4.1.2 moment   60 4.2.2 moment   67 4.3   71 4.3.1   71 4.3.2   79  THI CÔNG MÔ HÌNH PIPELINE ROBOT 87 5.1 Pipeline robot 87  87  88  90 5.2  95 5.2.1.Phân tích    95  96 v  97  98 5.5  103 5.5.1  103 5.5.1.1  103 5.5.1.2 v 106 5.5.1.3  107 5.5.1.4  109 5.5.1.5  109 5.5.2.  111 5.5.2.1.  111 5.5.2.2.  112 5.5.3.  113 6  114  116  vi   SISO Single Input, Single Output MISO Multi Input, Single Output MATLAB Matrix Laboratory   PI Proportional Integral PD Proportional Derivative PID Proportional Integral Derivative MCFC  SMFC  CMFC  TSFC  FLC Fuzzy logic controller DC Direct current NB Negative big NM Negative Medium NS Negative small ZE Zero PS Positive small PM Positive medium vi PB Positive big I/O Input/output   F Hàm  B  sup F (x) Giá  F (x). K P  K I  K D  M Moment Mt Moment  K c  K u  T u Chu  R n tr phn ng [] L n cm phn ng [H] K Hng s mômen [Nm/A] V n áp phn ng [V] J Moment quán tính ca rotor [kgm 2 ] b H s  [Nms] vi e(t), ET Sai s e(t), DET  i ca sai s l dài  Góc    quay K co dãn h Kích    F w ép, A x , A y   X   M x  F 2  Fr2  Fa2  F3 Lc vòng F r3 Lng tâm F a3 Lc dc trc ()u I I M  Moment un  tit din I-I ()u II II M  Moment un  tit din II-II d ng kính trc M td Moment  N  a  ng  vi a    -1  1   x   ,     [...]... 4.3: Sơ đồ điều khiển PID mờ điều khiển tốc độ động cơ DC 61 Hình 4.4: Sơ đồ điều khiển PID mờ điều khiển moment động cơ DC 64 Hình 3.19: Sơ đồ mô phỏng hệ thống điều khiển moment động cơ DC dùng bộ điều khiển PID mờ lai 54 Hình 3.19: Sơ đồ mô phỏng hệ thống điều khiển moment động cơ DC dùng bộ điều khiển PID mờ lai 54 Hình 3.19: Sơ đồ mô phỏng hệ thống điều khiển moment... động cơ DC dùng bộ điều khiển PID kinh điển 60 Hình 4.3: Sơ đồ điều khiển PID mờ điều khiển tốc độ động cơ DC 64 Hình 4.4: Sơ đồ điều khiển PID mờ điều khiển moment động cơ DC 67 Hình 4.5: Sơ đồ hệ thống điều khiển tốc độ động cơ DC dùng bộ điều khiển PID mờ lai 71 Hình 4.6: Sơ đồ mô phỏng hệ thống điều khiển moment động cơ DC dùng bộ điều khiển PID mờ lai khi ngõ vào... của Pipeline robot và phương pháp điều khiển mờ ứng dụng cho robot - Nghiên cứu thiết kế chế t o và điều khiển Pipeline robot - Xây dựng gi i thuật điều khiển cho Pipeline robot - Mô phỏng hệ thống hệ thống điều khiển các động cơ sử dụng trong Pipeline robot trên phần mềm Matlab - Thiết kế và chế t o mô hình Pipeline robot 1.4 Đ I T NG NGHIểN C U Tìm hiểu nguyên lý ho t động của robot và phương pháp điều. .. dùng bộ điều khiển PID mờ lai 54 Hình 3.19: Sơ đồ mô phỏng hệ thống điều khiển moment động cơ DC dùng bộ điều khiển PID mờ lai 54 Hình 3.19: Sơ đồ mô phỏng hệ thống điều khiển moment động cơ DC dùng bộ điều khiển PID mờ lai 54 vii Hình 4.1: Sơ đồ hệ thống điều khiển tốc độ động cơ DC dùng bộ điều khiển PID kinh điển 56 Hình 4.2: Sơ đồ hệ thống điều khiển. .. đồ mô phỏng hệ thống điều khiển tốc độ động cơ DC dùng bộ điều khiển PID mờ lai 53 Hình 3.19: Sơ đồ mô phỏng hệ thống điều khiển moment động cơ DC dùng bộ điều khiển PID mờ lai 54 Hình 4.1: Sơ đồ hệ thống điều khiển tốc độ động cơ DC dùng bộ điều khiển PID kinh điển 54 Hình 4.2: Sơ đồ hệ thống điều khiển moment động cơ DC dùng bộ điều khiển PID kinh điển ... cho Robot một bộ điều khiển thông minh, phức t p và trong một số trường hợp bộ điều khiển kinh điển kinh điển không còn đáp ứng được nữa, yêu cầu đặt ra là ph i xây dựng một bộ điều khiển đa năng, thông minh hơn Trong lĩnh vực nghiên cứu và chế t o robot, bộ điều khiển mờ cho phép tổng hợp các tri thức, kinh nghiệm của con người vào robot cho phép nó linh ho t, thông minh hơn Đề tài Điều khiển mờ Pipeline. .. Hơn nữa, các robot có thể thay đổi kích thước bên ngoài và thích nghi với kích thước bên trong đường ống, để điều chỉnh áp lực cần thiết giữa robot và đường ống Tất c được điều khiển thông qua bộ điều khiển bằng phím khi nhận được tín hiệu video của camera trên một màn hình Các phần cứng hệ thống điều khiển là một vi điều khiển dựa trên cơ sở điều chế PWM và chuyển đổi A/D Robot được điều khiển bằng... lý bộ điều khiển mờ 25 Hình 2.8 a, b, c: Các bộ điều khiển mờ 26 Hình 2.9: Sơ đồ điều khiển sử dụng PID mờ 29 Hình 2.10: Vùng tín hiệu cần chỉnh định 29 Hình 2.11:Nguyên lý điều khiển mờ lai 30 Hình 2.12: Khóa mờ 30 Hình 3.1: Sơ đồ m ch điện của động cơ DC 33 Hình 3.2: Sơ đồ khối của động cơ DC 35 Hình 3.3: Sơ đồ khối hệ điều khiển. .. bước, moment t i Mc=0 79 Hình 5.1: Cấu t o cơ khí pipeline robot 87 Hình 5.2: Cấu t o phần thân pipeline robot 89 Hình 5.3: Cơ cấu co duỗi của các chân của pipeline robot 89 Hình 5.4: Các bánh xe của pipeline robot 90 Hình 5.5: Cấu t o phần chân pipeline robot 93 Hình 5.6: Cơ cấu truyền động của pipeline robot 95 Hình 5.7: Cấu t o hình học của đo n cong... Hình 3.4: Xác định hằng số khuếch đ i tới h n 40 Hình 3.5: Sơ đồ điều khiển PID kinh điển điều khiển tốc độ động cơ DC 41 Hình 3.6: Hàm thuộc ngõ vào của e(t) và e’(t) 43 Hình 3.7: Hàm thuộc ngõ ra của OUT 43 Hình 3.8 a, b: Quan hệ vào ra của bộ điều khiển mờ 44 Hình 3.9: Sơ đồ điều khiển PID mờ điều khiển tốc độ động cơ DC 46 Hình 3.10: Sơ đồ của khối Fuzzy Logic Controller . to phn thân pipeline robot. 89 Hình 5.3: u co dui ca các chân ca pipeline robot. 89 Hình 5.4: Các bánh xe ca pipeline robot. 90 Hình 5.5: Cu to phn chân pipeline robot. 93 Hình.   79  THI CÔNG MÔ HÌNH PIPELINE ROBOT 87 5.1  Pipeline robot 87  87 . mobility of the robot passing through Matlab softwave. Moreover, the robot outer diameter can be varied and adapted to the pipe inside, to regulate the contact pressure needed between the robot and