Bài tập lớn kĩ thuật robot 1

Bài tập lớn kĩ thuật robot . Bài tập lớn kĩ thuật robot . Bài tập lớn kĩ thuật robot . Bài tập lớn kĩ thuật robot . Bài tập lớn kĩ thuật robot . Bài tập lớn kĩ thuật robot . Bài tập lớn kĩ thuật robot . Bài tập lớn kĩ thuật robot . Bài tập lớn kĩ thuật robot . Bài tập lớn kĩ thuật robot . Bài tập lớn kĩ thuật robot . Bài tập lớn kĩ thuật robot . Bài tập lớn kĩ thuật robot .

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Câu : Cho Robot có cấu hình vẽ ;a1=0,5m ; a2=0,2m ;a3=0,1m a Xây dựng hệ tọa độ cho nối b Xác định ma trận T biểu diễn hệ tọa độ tay Robot c Giải thích ý nghĩa ma trận T d Xác định vị trí tay Robot hệ tọa độ gốc θ1=30° ;θ2=15° ;θ3=45° Bài làm : a) Xây dựng hệ tọa độ cho nối Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Hệ tọa độ cho nối xây dựng xây dựng theo phương pháp biểu diễn Danevit-Hartenberg (D-H) Khung tọa độ nối thứ i xây dựng theo nguyên tắc + Gốc khung tọa độ i đặt trùng với chân pháp tuyến chung trục i i+1, nằm trục khớp i+1 + Trục x i đặt theo phương pháp tuyến chung trục i i+1 theo hướng từ trục i đến i+1 b) Xác định ma trận T biểu diễn tay robot Bảng D – H: Thanh αi di θi a1 0 θ1 a2 0 θ2 a3 0 θ3 C i  S Kí hiệu : i-1Ai =  i    Ta :  S i * C i C i * C i S i S i * S i  C i * S i C i * C i  * S i     Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục C  S A1 =     C  S A2 =     C  S A3 =      S C 0 a1 * C  a1 * S      S C 0  S C 0 a * C  a * S     a * C  a * S     Ma trận T biểu diễn tay robot : T = 0A1 * 1A2*2A3 C  S =    C 12  S =  12     S C 0 a1 * C  C a1 * S   S *        S 12 C 12 0  S C 0 a * C  C a * S   S *       0 a * C 12  a1 * C  a * S 12  a1 * S  * A3     S C 0 a * C  a * S     Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục C 123  S =  123     S 123 C 123 0 a * C 123  a * C 12  a1 * C  a * S 123  a * S 12  a1 * S     Trong θ12= θ1+ θ2 ; θ123= θ1+ θ2+ θ3 c) Ý nghĩa ma trận T Ma trận T biểu diễn khung tọa độ tay robot so với khung tọa độc gốc thông qua biến khớp θ , d Do biết biến khớp ,ma trận T cho phép xác định vị trí định hướng tay robot vecto đầu biểu diễn hướng , vecto thứ biểu diễn vị trí tay robot d) Xác định vị trí tay robot hệ tọa độ gốc Trong : a1 = 0.5 θ1=30° θ12 =45° a = 0.2 θ2=15° θ123=90° a = 0.1 θ3=45° Thay giá trị vào ta : C 90°  S 90° T=      S 90° C 90° 0 0.1 * C 90°  0.2 * C 45°  0.5 * C 30° 0.1 * S 90°  0.2 * S 45°  0.5 * S 30° 0       Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục  0   T = 1  0  0  2  20  72   20    Vị trí tay Robot : Bài 2: Bài làm Robot θ-r P=[ 32 72 , ,0 ,1]T 20 20 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Giả thiết toàn khối lượng (m1) tập trung vào điểm khối lượng (m2) tập trung vào điểm (như hình vẽ) a) Xác định góc θ r Robot cuối hành trình chuyển động với thời gian chuyển động 10s thông số khác cho đề Ta có: - Tính góc quay: 𝜃(𝑡) = 𝜃0 + 𝑓(𝜃̇, 𝑡) Với: Giá trị góc ban đầu θ0 = Tốc độ quay khớp quay: 𝜃̇ = π/60 rad/s Vậy góc θ sau 10s : 𝜃(10) = + 𝜋 𝜋 10 = 60 - Tính r: 𝑟(𝑡) = 𝑟1 + 𝑓(𝑟̇ , 𝑡) Với: r1 = 0,25 m Tốc độ chuyển động khớp tịnh tiến: 𝑟̇ = 0,025 m/s Vậy giá trị r sau 10s : 𝑟(10) = 0,25 + 0,025.10 = 0.5( 𝑚) b) Xác định mô men khớp quay lực tổng khớp tịnh tiến Robot cuối hành trình chuyển động Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục y r r1 y2 y1 m2 m1  x1 x1 x Sơ đồ phân tích động lực học Robot r -  Dạng tổng quát phương trình động lực học Mi (Fi )  d  L  L   dt  pi  pi (1) Trong : L = K – P K = tổng động hệ P = tổng hệ Động Robot K  mi vi2 θ2  Ji i 2 K1  m1 v12 v12  x12  y12 x1  r1 cosθ  x1  r1 sin θ  θ & y1  r1 sin θ & y1  r1cosθ  θ Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục  v12  r12θ r12θ2  K1  m1 v  x 22  y 22 x  r sin θ  θ  rcosθ   y  rcosθ  θ  r sin θ  x  r cos θ   y  r sin θ  v  r  r 2θ  K2   m2 2 r r θ  K  K1  K    1 m1r12θ2  m2 r  r 2θ2 2  Thế Robot P  P1  P2  m1gr1 sin θ  m2gr sin θ L  K P 1 = m1r12θ  m2 r  r 2θ  m1gr1 sin θ  m2gr sin θ  2   Ta có : L  m1r12θ2  m2r 2θ θ  d  L   m1r12θ  2m2rrθ  m2r 2θ   dt  θ  (2) L  m1gr1cosθ  m2gr cos θ θ (3) L  m2r r Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục  d  L   m2 r dt  r  (4) L  m2rθ  m2gsin θ r (5) Thay (2) & (3), (4) & (5) vào (1) ta phương trình động lực học Robot   2  M1  m1r1  m2r θ  2m2rrθ  gcos θ m1r1  m2r    F2  m2r  2m2rθ  m2gsin θ Khi Robot cuối hành trình có : r = rmax = 0.5m  = max = /6 Theo : r  0, 025m / s θ  π / 60rad / s r1 = 0,25m m1 = m2 = 1Kg Do ta giả sử khớp Robot chuyển động nên θ  0rad / s2 r  0m / s2 Mô men khớp quay lực tổng khớp tịnh tiến robot cuối hành trình là: M1  6.5Nm  F2  4.99N c.Thiết kế điều khiển phản hồi độc lập cho khớp: Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Phương trình động lực học Robot cấu chấp hành, viết cho khớp i : 𝐾𝑔𝑖 𝐾𝑈𝑖 𝑈Đ𝑖 = (𝐽Đ𝑖 + 𝐾𝑔𝑖 𝐻𝑖𝑖0 )𝑞𝑖̈ + 𝐵𝑖 𝑞̇ 𝑖 + 𝐾𝑔𝑖 𝑀0𝑖 + 𝑑𝑖 với : 𝑛 𝑑𝑖 = 𝐾𝑔𝑖 [ ∑ 𝐻𝑖𝑗 𝑞̈ 𝑗 + ∆𝐻𝑖𝑖 𝑞̈ 𝑖 + (𝐶𝑞̅̇ )𝑖 + 𝐺𝑖 ] 𝑗=1(≠𝑖) Phương trình động lực học Robot cấu chấp hành khớp i gồm hai thành phần: - Thành phần tuyến tính chứa tham số,hằng số khớp i - Thành phần phi tuyến ràng buộc di Theo đề bài: tỉ số truyền cho hai khớp (i) 30 nên 𝐾𝑔𝑖 = 𝑖 nhỏ xem 𝐾𝑔𝑖 ≈  di bé bỏ qua xem nhiễu Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Nếu bỏ qua thành phần nhiễu tải di, Robot xem hệ n khớp độc lập Ta viết lại phương trình (2.1) sau: 𝑞̈ 𝑖 = 𝐾𝑔𝑖 (𝐾𝑈𝑖 𝑈Đ𝑖 − 𝐵𝑖 𝑞̇ Đ𝑖 − 𝑀0𝑖 ) 𝐽Σ𝑖 : 𝐾𝑔𝑖 = 𝐾𝑈𝑖 = 𝑖 tỉ số truyền khớp i 𝐾𝑀𝑖 𝑅𝑖 𝑈Đ𝑖 điện áp phần ứng động truyền động khớp 𝐵𝑖 = 𝐵Đ𝑖 + 𝐾𝑒𝑖 𝐾𝑚𝑖 𝐾𝑒𝑖 𝐾𝑚𝑖 = (bỏ qua ma sát nhớt động cơ) 𝑅𝑖 𝑅𝑖 𝑞̇ Đ𝑖 góc quay động truyền động 𝐽Σ𝑖 = 𝐽Đ𝑖 + 𝐾𝑔𝑖 𝐻𝑖𝑖0 mô-men quán tính tổng Suy sơ đồ cấu trúc động - khớp Robot, trường hợp xem khớp độc lập, sau: Hàm truyền khớp sau: 𝑊𝑘ℎ (𝑝) = 𝐾𝑔𝑖 𝐾Đ𝑖 𝑞𝑖 = 𝑈Đ𝑖 𝑝(𝑇Đ𝑖 𝑝 + 1) Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục với: 𝐾Đ𝑖 = 𝐾𝑒𝑖 𝑇Đ𝑖 = hệ số suất điện động 𝐽Σ𝑖 𝑅𝑖 𝐾𝑚𝑖 𝐾𝑒𝑖 số thời gian động Sơ đồ hệ thống điều khiển phản hồi cho khớp có dạng sơ đồ sau: Hệ thống điều khiển gồm mạch vòng điều chỉnh gia tốc, tốc độ, vị trí tương ứng với điều khiển Ra(p), Rω(p) Rp(p) - Mạch vòng điều chỉnh gia tốc khâu tỷ lệ - tích phân (PI) để nhận sai lệch tĩnh - Các điều khiển vòng có cấu trúc tỷ lệ (P) Các hệ số Ka, Kω, Kp tương ứng hệ số phản hồi gia tốc, tốc độ vị trí khớp Cấu trúc điều khiển có dạng: Rp(p) = KRp Rω(p) = KRω 𝑅𝑎 (𝑝) = 𝐾𝑅𝑎 + 𝑇𝑅𝑎 𝑝 𝑝 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Biến đổi sơ đồ điều khiển thành sơ đồ sau: Từ sơ đồ ta có hàm truyền đối tượng điều khiển hệ thống: 𝑊𝐷𝑇 (𝑝) = 𝑞𝑖 = 𝑈Đ𝑖 𝐾Đ𝑖 (1 + 𝐾𝐷 𝐾𝑅𝑎 𝐾𝑎 ) [1 + 𝑇 (1+𝐾𝐷 𝐾𝑅𝑎 𝐾𝑎 𝑅𝑎 )𝑇𝐷 𝑝 𝑇𝐷 (1+𝐾𝐷 𝐾𝑅𝑎 𝐾𝑎 ) ] Hàm truyền mạch thẳng có dạng: 𝑊𝑇 (𝑝) = 𝐾𝑔𝑖 𝐾𝑅𝑝 𝐾𝑅𝜔 𝐾𝑅𝑎 (1 + 𝑇𝑅𝑎 𝑝) 𝑊𝐷𝑇 (𝑝) 𝑝2 Hàm truyền mạch phản hồi có dạng: 𝑊𝑓 (𝑝) = 𝐾𝑝 + 𝐾𝜔 𝑝 𝐾𝑅𝑝 Bằng cách chọn TRa = TĐ khử số thời gian lớn hệ thống Hàm truyền kín hệ thống viết sau: 𝑞𝑖 𝑊𝑇 (𝑝) 𝑊𝑘 (𝑝) = ∗ = = 𝑞𝑖 + 𝑊𝑇 (𝑝) 𝑊𝑓 (𝑝) + 1⁄ 𝐾𝑝 𝐾𝜔 𝐾𝑅𝑝 𝐾𝑝 𝐾𝑔𝑖 𝑝+ (1+𝐾Đ 𝐾𝑅𝑎 𝐾𝑎 ) 𝐾Đ 𝐾𝑅𝑝 𝐾𝑝 𝐾𝑅𝜔 𝐾𝑅𝑎 𝐾𝑔𝑖 𝑝2 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Hàm truyền theo tín hiệu nhiễu tải có dạng: 𝐾𝑝 𝑊𝑐 (𝑝) = 𝑞𝑖 = 𝑀𝑛𝑖 (𝑝) + 𝐾Đ 𝐾𝑅𝑝 𝐾𝑞 𝐾𝑅𝜔 𝐾𝑅𝑎 𝐾𝑔𝑖 (1+𝑇𝑅𝑎 𝑝) 𝐾𝜔 𝐾𝑅𝑝 𝐾𝑞 𝐾𝑔𝑖 𝑝+ (1+𝐾Đ 𝐾𝑅𝑎 𝐾𝑎 ) 𝐾Đ 𝐾𝑅𝑝 𝐾𝑞 𝐾𝑅𝜔 𝐾𝑅𝑎 𝐾𝑔𝑖 Xét phương trình đặc tính hệ thống: 1+ (1 + 𝐾Đ 𝐾𝑅𝑎 𝐾𝑎 ) 𝐾𝜔 𝑝+ 𝑝2 = 𝐾𝑅𝑝 𝐾𝑞 𝐾𝑔𝑖 𝐾Đ 𝐾𝑅𝑝 𝐾𝑞 𝐾𝑅𝜔 𝐾𝑅𝑎 𝐾𝑔𝑖 Có dạng chuẩn bậc hai: 1+ 2𝜉 𝑝 + 𝑝2 = 𝜔𝑛 𝜔𝑛 Trong đó: 𝜉 hệ số suy giảm 𝜔𝑛 tần số dao động Đồng hệ số ta được: 𝐾𝜔 2𝜉 = 𝐾𝑅𝑝 𝐾𝑝 𝐾𝑔𝑖 𝜔𝑛 (1 + 𝐾Đ 𝐾𝑅𝑎 𝐾𝑎 ) = 𝜔𝑛 {𝐾Đ 𝐾𝑅𝑝 𝐾𝑝 𝐾𝑅𝜔 𝐾𝑅𝑎 𝐾𝑔𝑖 Tiêu chuẩn thiết kế : (1) (2) Chỉ tiêu trình độ 𝜎% ≤ 20% Thời gian độ Tqđ = 0.1 s Để đáp ứng tiêu chuẩn trên, ta chọn : 𝜉 = 0,5 𝑝2 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục 𝜔𝑛 = = 80 𝜉 𝑇𝑞đ Chọn hệ số phản hồi sau : 𝐾𝑝 = ; 𝐾𝜔 = Và : 𝐾𝑒 = 2.3,14 𝐾𝑚 ; 𝐾𝑎 = ; 𝐾Đ = 𝐾𝑒 Từ (1) suy ra: 𝐾𝑅𝑝 = 𝜔𝑛 𝐾𝜔 80.1 = 2𝜉 𝐾𝑝 𝐾𝑔𝑖 0,5 = 4000 50 Thay số vào (2) ta có: (1 + 𝐾Đ 𝐾𝑅𝑎 𝐾𝑎 ) = 𝐾Đ 𝐾𝑅𝑝 𝐾𝑝 𝐾𝑅𝜔 𝐾𝑅𝑎 𝐾𝑔𝑖 𝜔𝑛 (1 + 2.3,14.0,1 𝐾𝑅𝑎 1) ↔ 2.3,14.0,1 ↔ 4000 𝐾𝑅𝜔 𝐾𝑅𝑎 = 50 + 1,59 𝐾𝑅𝑎 = 127,2 𝐾𝑅𝜔 𝐾𝑅𝑎 80 Chọn 𝐾𝑅𝜔 = 100 ta có: + 1,59 𝐾𝑅𝑎 = 127,2.100 𝐾𝑅𝑎 80 → 𝐾𝑅𝑎 = 2,52 Vậy tham số điều khiển thiết kế sau: Rp(p) =4000 ; Rω(p) = 100 802 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục 𝑅𝑎 (𝑝) = 2,52 + 𝑇𝑅𝑎 𝑝 𝑝 TRa chọn TĐ 𝑇Đ𝑖 = 𝐽Σ𝑖 𝑅𝑖 𝐾𝑚𝑖 𝐾𝑒𝑖 - Đối với khớp quay 𝜃: 𝐽Σ1 = 𝐽Đ + 𝑇Đ1 = 𝐾𝑔2 𝑚1 𝑟12 = 0,0005 + ( ) 0,252 = 5,25 10−4 50 𝐾𝑔2 𝑚1 𝑟12 ) 𝑅 (𝐽Đ + 𝐽Σ1 𝑅1 = 𝐾𝑚1 𝐾𝑒1 𝐾𝑚1 𝐾𝑒1 = 2,51 10−3 = (0,0005 + (50) 0,252 ) 0,3 2.3,14 0,12 𝐾𝑒1 = 2.3,14 𝐾𝑚1 Với Suy điều khiển 𝑅𝑎 (𝑝) cho khớp 𝜃 sau: + 2.51 10−3 𝑝 𝑅𝑎 (𝑝)𝜃 = 2,52 𝑝 - Đối với khớp tịnh tiến r: 𝐽Σ2 = 𝐽Đ + 𝑇Đ2 = 𝐾𝑔2 (𝑚2 + 𝑚𝑡 ) = 0,0005 + ( ) (1 + 0,2) = 9,8 10−4 50 𝐾𝑔2 (𝑚2 + 𝑚𝑡 )) 𝑅 (𝐽Đ + 𝐽Σ2 𝑅2 = = 𝐾𝑚2 𝐾𝑒2 𝐾𝑚2 𝐾𝑒2 = 4,68 10−3 (0,0005 + (50) (1 + 0,2) ) 0,3 Suy điều khiển 𝑅𝑎 (𝑝) cho khớp 𝑟 sau: 𝑅𝑎 (𝑝)𝑟 = 2,51 + 4,68 10−3 𝑝 𝑝 2.3,14.0,12 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục d.Mô MATLAB/SIMULINK + Đối với khớp quay : 𝜃đặ𝑡 = 250 ; 𝑡𝑚ô 𝑝ℎỏ𝑛𝑔 = 0.5 (s) Hình 1: Sơ đồ khối hệ thống điều khiển phản hồi khớp quay 𝜃 Kết mô : Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Hình : Đồ thị đáp ứng góc quay 𝜃 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Hình : Đồ thị sai lệch khớp quay 𝜃 + Đối với khớp tịnh tiến r : 𝑟đặ𝑡 = 0.4 m ; 𝑡𝑚ô 𝑝ℎỏ𝑛𝑔 = 0.5 (s) Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Hình : Sơ đồ khối hệ thống điều khiển phàn hồi khớp tịnh tiến r Kết mô : Hình 5: Đồ thị đáp ứng khớp tịnh tiến r Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Hình : Đồ thị sai lệch khớp tịnh tiến r [...]... hệ số phản hồi như sau : 𝐾𝑝 = 1 ; 𝐾𝜔 = 1 Và : 𝐾𝑒 = 2.3 ,14 𝐾𝑚 ; 𝐾𝑎 = 1 ; 𝐾Đ = 1 𝐾𝑒 Từ (1) suy ra: 𝐾𝑅𝑝 = 𝜔𝑛 𝐾𝜔 80 .1 = 2𝜉 𝐾𝑝 𝐾𝑔𝑖 2 0,5 1 1 = 4000 50 Thay số vào (2) ta có: (1 + 𝐾Đ 𝐾𝑅𝑎 𝐾𝑎 ) 1 = 2 𝐾Đ 𝐾𝑅𝑝 𝐾𝑝 𝐾𝑅𝜔 𝐾𝑅𝑎 𝐾𝑔𝑖 𝜔𝑛 1 (1 + 2.3 ,14 .0 ,1 𝐾𝑅𝑎 1) ↔ 1 2.3 ,14 .0 ,1 ↔ 4000 1 𝐾𝑅𝜔 𝐾𝑅𝑎 1 = 50 1 + 1, 59 𝐾𝑅𝑎 1 = 2 12 7,2 𝐾𝑅𝜔 𝐾𝑅𝑎 80 Chọn 𝐾𝑅𝜔 = 10 0 ta có: 1 + 1, 59 𝐾𝑅𝑎 1 = 2 12 7,2 .10 0 𝐾𝑅𝑎 80 → 𝐾𝑅𝑎 = 2,52 Vậy... = 10 0 1 802 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục 𝑅𝑎 (𝑝) = 2,52 1 + 𝑇𝑅𝑎 𝑝 𝑝 TRa được chọn bằng TĐ 𝑇Đ𝑖 = 𝐽Σ𝑖 𝑅𝑖 𝐾𝑚𝑖 𝐾𝑒𝑖 - Đối với khớp quay 𝜃: 𝐽 1 = 𝐽Đ + 𝑇 1 = 𝐾𝑔2 1 12 1 2 = 0,0005 + ( ) 1 0,252 = 5,25 10 −4 50 𝐾𝑔2 1 12 ) 𝑅 (𝐽Đ + 𝐽 1 1 = 𝐾 1 𝐾 1 𝐾 1 𝐾 1 = 2, 51 10−3 1 2 = (0,0005 + (50) 1 0,252 ) 0,3 2.3 ,14 0 ,12 𝐾 1 = 2.3 ,14 𝐾 1 Với Suy ra bộ điều khiển 𝑅𝑎 (𝑝) cho khớp 𝜃 như sau: 1. .. khiển 𝑅𝑎 (𝑝) cho khớp 𝜃 như sau: 1 + 2. 51 10−3 𝑝 𝑅𝑎 (𝑝)𝜃 = 2,52 𝑝 - Đối với khớp tịnh tiến r: 𝐽Σ2 = 𝐽Đ + 𝑇Đ2 = 𝐾𝑔2 (𝑚2 1 2 + 𝑚𝑡 ) = 0,0005 + ( ) (1 + 0,2) = 9,8 10 −4 50 𝐾𝑔2 (𝑚2 1 2 + 𝑚𝑡 )) 𝑅 (𝐽Đ + 𝐽Σ2 𝑅2 = = 𝐾𝑚2 𝐾𝑒2 𝐾𝑚2 𝐾𝑒2 = 4,68 10 −3 (0,0005 + (50) (1 + 0,2) ) 0,3 Suy ra bộ điều khiển 𝑅𝑎 (𝑝) cho khớp 𝑟 như sau: 𝑅𝑎 (𝑝)𝑟 = 2, 51 1 + 4,68 10 −3 𝑝 𝑝 2.3 ,14 .0 ,12 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo... đặc tính của hệ thống: 1+ (1 + 𝐾Đ 𝐾𝑅𝑎 𝐾𝑎 ) 𝐾𝜔 𝑝+ 𝑝2 = 0 𝐾𝑅𝑝 𝐾𝑞 𝐾𝑔𝑖 𝐾Đ 𝐾𝑅𝑝 𝐾𝑞 𝐾𝑅𝜔 𝐾𝑅𝑎 𝐾𝑔𝑖 Có dạng chuẩn bậc hai: 1+ 2𝜉 1 𝑝 + 2 𝑝2 = 0 𝜔𝑛 𝜔𝑛 Trong đó: 𝜉 là hệ số suy giảm 𝜔𝑛 là tần số dao động Đồng nhất hệ số ta được: 𝐾𝜔 2𝜉 = 𝐾𝑅𝑝 𝐾𝑝 𝐾𝑔𝑖 𝜔𝑛 (1 + 𝐾Đ 𝐾𝑅𝑎 𝐾𝑎 ) 1 = 2 𝜔𝑛 {𝐾Đ 𝐾𝑅𝑝 𝐾𝑝 𝐾𝑅𝜔 𝐾𝑅𝑎 𝐾𝑔𝑖 Tiêu chuẩn thiết kế : (1) (2) Chỉ tiêu quá trình quá độ 𝜎% ≤ 20% Thời gian quá độ Tqđ = 0 .1 s Để đáp ứng những tiêu... sẽ khử được hằng số thời gian lớn của hệ thống Hàm truyền kín của hệ thống được viết như sau: 𝑞𝑖 𝑊𝑇 (𝑝) 𝑊𝑘 (𝑝) = ∗ = = 𝑞𝑖 1 + 𝑊𝑇 (𝑝) 𝑊𝑓 (𝑝) 1 + 1 𝐾𝑝 𝐾𝜔 𝐾𝑅𝑝 𝐾𝑝 𝐾𝑔𝑖 𝑝+ (1+ 𝐾Đ 𝐾𝑅𝑎 𝐾𝑎 ) 𝐾Đ 𝐾𝑅𝑝 𝐾𝑝 𝐾𝑅𝜔 𝐾𝑅𝑎 𝐾𝑔𝑖 𝑝2 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Hàm truyền theo tín hiệu nhiễu tải có dạng: 𝐾𝑝 𝑊𝑐 (𝑝) = 𝑞𝑖 = 𝑀𝑛𝑖 (𝑝) 1 + 𝐾Đ 𝐾𝑅𝑝 𝐾𝑞 𝐾𝑅𝜔 𝐾𝑅𝑎 𝐾𝑔𝑖 (1+ 𝑇𝑅𝑎 𝑝) 𝐾𝜔 𝐾𝑅𝑝 𝐾𝑞 𝐾𝑔𝑖 𝑝+ (1+ 𝐾Đ 𝐾𝑅𝑎 𝐾𝑎 ) 𝐾Đ 𝐾𝑅𝑝 𝐾𝑞 𝐾𝑅𝜔 𝐾𝑅𝑎... có dạng: Rp(p) = KRp Rω(p) = KRω 𝑅𝑎 (𝑝) = 𝐾𝑅𝑎 1 + 𝑇𝑅𝑎 𝑝 𝑝 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Biến đổi sơ đồ điều khiển thành sơ đồ như sau: Từ sơ đồ trên ta có hàm truyền đối tượng điều khiển của hệ thống: 𝑊𝐷𝑇 (𝑝) = 𝑞𝑖 = 𝑈Đ𝑖 𝐾Đ𝑖 (1 + 𝐾𝐷 𝐾𝑅𝑎 𝐾𝑎 ) [1 + 𝑇 (1+ 𝐾𝐷 𝐾𝑅𝑎 𝐾𝑎 𝑅𝑎 )𝑇𝐷 𝑝 𝑇𝐷 (1+ 𝐾𝐷 𝐾𝑅𝑎 𝐾𝑎 ) ] Hàm truyền mạch thẳng có dạng: 𝑊𝑇 (𝑝) = 𝐾𝑔𝑖 𝐾𝑅𝑝 𝐾𝑅𝜔 𝐾𝑅𝑎 (1 + 𝑇𝑅𝑎 𝑝) 𝑊𝐷𝑇 (𝑝) 𝑝2 Hàm truyền mạch phản hồi...Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Nếu bỏ qua thành phần nhiễu tải di, Robot được xem như hệ n khớp độc lập nhau Ta có thể viết lại phương trình (2 .1) như sau: 𝑞̈ 𝑖 = 𝐾𝑔𝑖 (𝐾𝑈𝑖 𝑈Đ𝑖 − 𝐵𝑖 𝑞̇ Đ𝑖 − 𝑀0𝑖 ) 1 𝐽Σ𝑖 trong đó : 𝐾𝑔𝑖 = 𝐾𝑈𝑖 = 1 𝑖 là tỉ số truyền của khớp i 𝐾𝑀𝑖 𝑅𝑖 𝑈Đ𝑖 là điện áp phần ứng động cơ truyền động khớp 𝐵𝑖 = 𝐵Đ𝑖 + 𝐾𝑒𝑖 𝐾𝑚𝑖 𝐾𝑒𝑖 𝐾𝑚𝑖 = (bỏ qua... quay động cơ truyền động 2 𝐽Σ𝑖 = 𝐽Đ𝑖 + 𝐾𝑔𝑖 𝐻𝑖𝑖0 là mô-men quán tính tổng Suy ra sơ đồ cấu trúc động cơ - khớp Robot, trong trường hợp xem các khớp là độc lập, như sau: Hàm truyền của một khớp như sau: 𝑊𝑘ℎ (𝑝) = 𝐾𝑔𝑖 𝐾Đ𝑖 𝑞𝑖 = 𝑈Đ𝑖 𝑝(𝑇Đ𝑖 𝑝 + 1) Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục với: 𝐾Đ𝑖 = 1 𝐾𝑒𝑖 𝑇Đ𝑖 = hệ số suất điện động 𝐽Σ𝑖 𝑅𝑖 𝐾𝑚𝑖 𝐾𝑒𝑖 hằng số thời gian động cơ Sơ đồ hệ thống điều khiển phản hồi... (𝑝) cho khớp 𝑟 như sau: 𝑅𝑎 (𝑝)𝑟 = 2, 51 1 + 4,68 10 −3 𝑝 𝑝 2.3 ,14 .0 ,12 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục d.Mô phỏng bằng MATLAB/SIMULINK + Đối với khớp quay : 𝜃đặ𝑡 = 250 ; 𝑡𝑚ô 𝑝ℎỏ𝑛𝑔 = 0.5 (s) Hình 1: Sơ đồ khối hệ thống điều khiển phản hồi khớp quay 𝜃 Kết quả mô phỏng : Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Hình 2 : Đồ thị đáp ứng góc quay 𝜃 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Hình 3 : Đồ ...