Điều khiển tối ưu tiệm cận cho hệ tay máy có xét đến ảnh hưởng của thành phần bất định

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - CHU XUÂN DŨNG ĐIỀU KHIỂN TỐI ƯU TIỆM CẬN CHO HỆ TAY MÁY CÓ XÉT ĐẾN ẢNH HƯỞNG CỦA THÀNH PHẦN BẤT ĐỊNH Chuyên ngành: ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS ĐÀO PHƯƠNG NAM HÀ NỘI - 2016 Luận văn Thạc Sĩ Chuyên ngành: Điều khiển & Tự Động Hóa MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU CHO HỆ TAY MÁY 1.1 Tổng quan Robot công nghiệp 1.2 Động lực học Robot 1.2.1 Động lực học Euler-Lagrange 1.2.2 Tính chất thành phần phương trình động lực học robot 13 1.3 Robot có ràng buộc 18 1.3.1 Khái niệm ràng buộc (constraint) 18 1.3.2 Động lực học robot có ràng buộc 19 1.4 Hệ phương trình trạng thái động lực học Robot n nối 21 1.5 Kết luận chương 23 CHƯƠNG 2: ĐIỀU KHIỂN TỐI ƯU VÀ CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN 24 2.1 Điều khiển tối ưu tiền định 24 2.1.1 Phương pháp biến phân 24 2.1.2 Phương pháp quy hoạch động (Bellman) trường hợp hệ liên tục 32 2.1.3 So sánh hai phương pháp Biến phân Quy hoạch động 37 2.2 Giới thiệu mạng nơ-ron 41 2.2.1 Cấu trúc mô hình mạng nơ-ron 41 2.2.2 Những mô hình nơ-ron thường sử dụng 44 2.2.3 Cấu tạo mạng nơ-ron 45 2.2.4 Phương thức làm việc mạng nơ-ron 48 2.3 Phương pháp điều khiển phản hồi RISE 50 CHƯƠNG : ĐIỀU KHIỂN TỐI ƯU TIỆM CẬN CHO HỆ TAY MÁY CÓ XÉT ĐẾN ẢNH HƯỞNG CỦA THÀNH PHẦN BẤT ĐỊNH 52 3.1 Mở đầu 52 Chu Xuân Dũng ĐK-TĐH2013B Luận văn Thạc Sĩ Chuyên ngành: Điều khiển & Tự Động Hóa 3.2 Mô hình động lực học 54 3.3 Mục tiêu điều khiển 56 3.4 Thiết kế điều khiển tối ưu 56 3.5 Xây dựng điều khiển phản hồi RISE 60 3.6 Phân tích tính ổn định tối ưu 63 3.7 Mở rộng mạng nơ-ron 66 3.7.1 Dự đoán mạng nơ-ron truyền thẳng 66 3.7.2 Sai lệch hệ thống vòng kín 68 3.7.3 Phân tích tính ổn định tối ưu 71 3.8 Mô 73 3.8.1 Mô hình hệ thống robot khâu RT 73 3.8.2 Sơ đồ khối điều khiển phản hồi RISE Robot khâu RT Simulink 78 3.8.3 Kết mô 80 3.8.4 Kết luận 81 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO 83 Phụ lục Lập trình Matlab 84 Chu Xuân Dũng ĐK-TĐH2013B Luận văn Thạc Sĩ Chuyên ngành: Điều khiển & Tự Động Hóa DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ SƠ ĐỒ Hình 2.1 Minh họa toán điều khiển tối ưu 24 Hình 2.1.2.1 Mô tả nguyên lý tối ưu Bellman 32 Hình 2.1.3 Minh họa ý nghĩ phương pháp quy hoạch động 39 Hình 2.2.1 Một mạng nơ-ron gồm hai thành phần 42 Hình 2.2.2 Nơ-ron khâu MISO 43 Hình 2.2.3 Mạng nơ-ron ba lớp 46 Hình 2.2.4 Mạng MLP 46 Hình 2.2.5 Cấu trúc mạng nơ-ron 47 Hình 3.8.1.1 Mô hình robot khâu RT 74 Hình 3.8.1.2 Tọa độ khâu robot 75 Hình 3.8.2.1 Mô hình Robot khâu RT Simulink 78 Hình 3.8.2.2 Sơ đồ khối điều khiển phản hồi RISE Simulink 79 Hình 3.8.3.1 Sai lệch teta 80 Hình 3.8.3.2 Sai lệch d 80 Chu Xuân Dũng ĐK-TĐH2013B Luận văn Thạc Sĩ Chuyên ngành: Điều khiển & Tự Động Hóa LỜI CAM ĐOAN Tên là: Chu Xuân Dũng Học viên lớp cao học điều khiển tự động hóa 2013B – trường đại học Bách khoa Hà Nội Xin cam đoan: đề tài “Điều khiển tối ưu tiệm cận cho hệ tay máy có xét đến ảnh hưởng thành phần bất định.” thầy giáo TS Đào Phương Nam hướng dẫn riêng “Tôi cam đoan rằng, ngoại trừ kết tham khảo từ công trình khác ghi rõ luận văn, công việc trình bày luận văn thực chưa có phần nội dung luận văn nộp để lấy cấp trường trường khác” Chu Xuân Dũng ĐK-TĐH2013B Luận văn Thạc sĩ Chuyên ngành: Điều khiển & Tự Động Hóa LỜI MỞ ĐẦU Trong vài thập kỷ qua, khoa học nghiên cứu điều khiển hệ thống Robot đạt thành tựu đáng kể, ứng dụng rộng rãi chúng y học, chinh phục không gian, tự động hóa nhiều ngành công nghiệp khác Robot hệ động lực học phi tuyến, xuất nhiều thành phần bất định ảnh hưởng trực tiếp đến trình hoạt động ma sát, độ rung tải trọng, thành phần nhiễu không xác định vv… Để hiểu rõ lớp đối tượng này, cách thức điều khiển, em xin chọn đề tài: “Điều khiển tối ưu tiệm cận cho hệ tay máy có xét đến ảnh hưởng thành phần bất định” với mong muốn có hiểu biết cho công việc sau Trong nội dung đồ án, em tập trung nghiên cứu sâu vấn đề ứng dụng lí thuyết điều khiển tối ưu tiệm cận việc điều khiển cho đối tượng Robot công nghiệp Với bố cục thành chương sau: Chương Giới thiệu Robot công nghiệp Giới thiệu tổng quan Robot công nghiệp, phương trình Euler-Lagrange, tính chất Chương Điều khiển tối ưu vấn đề liên quan Nội dung chương giới thiệu phương pháp điều khiển tối ưu gồm: phương pháp biến phân, phương pháp quy hoạch động Bellman, mô hình mạng nơ-ron phương pháp điều khiển phản hồi RISE Chương Ứng dụng lí thuyết điều khiển tối ưu tiệm cận cho hệ tay máy Nội dung chương ứng dụng phương pháp điều khiển phản hồi RISE kết hợp với mạng nơ-ron để điều khiển tối ưu tiệm cận hệ tay máy có xuất nhiễu thành phần bất định Chương Mô kiểm nghiệm Tiếp tục vấn đề bàn chương ba, chương đưa sách, cách thực thi kết có với đối tượng chọn Cuối nhận xét, vấn đề cần bàn thêm xung quanh vấn đề Chu Xuân Dũng ĐK-TĐH2013B Luận văn Thạc sĩ Chuyên ngành: Điều khiển & Tự Động Hóa Để hoàn thành luận văn này, em xin gửi lời cảm ơn tới Giảng viên - TS ĐÀO PHƯƠNG NAM tập thể thầy, cô môn Điều khiển tự động, Viện Điện, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội tận tình giảng dạy hướng dẫn em tháng năm qua, tạo điều kiện tốt cho em Và đặc biệt tới gia đình, cổ vũ động viên em trình thực luận văn Cuối cùng, với kiến thức thời gian hạn chế, em để lại nhiều thiếu sót luận văn Vì vậy, em mong nhận góp ý từ phía thầy, cô bạn đọc để luận văn hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày … tháng … năm 2016 Học viên thực Chu Xuân Dũng Chu Xuân Dũng ĐK-TĐH2013B Luận văn Thạc sĩ Chuyên ngành: Điều khiển & Tự Động Hóa CHƯƠNG 1: TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU CHO HỆ TAY MÁY 1.1 Tổng quan Robot công nghiệp Sơ lược trình phát triển Robot công nghiệp (IR – Industrial Robot) Thuật ngữ “Robot” xuất từ tiếng Sec (Cezch) “Robota” có nghĩa công việc tạp dịch kịch Rossum’s Universal Robots Karel Capek, vào năm 1921 Trong kịch này, Rossum trai ông ta chế tạo máy gần giống với người để phục vụ người Có lẽ gợi ý ban đầu cho nhà sáng chế kĩ thuật cấu, máy móc bắt chước hoạt động bắp người Vào năm 40 nhà viết văn viễn tưởng người Nga Issac Asimov mô tả Robot máy tự động, mang diện mạo người, điều khiển hệ thần kinh khả trình Pisitron, người lập trình Asimov đặt tên cho nghành khoa học nghiên cứu Robot Robotics, có ba nguyên tắc sau: - Robot không xúc phạm người không gây tổn hại cho người - Hoạt động Robot phải tuân theo nguyên tắc người đặt Các nguyên tắc không vi phạm nguyên tắc thứ - Một Robot cần phải bảo vệ sống không vi phạm hai nguyên tắc trước Các nguyên tắc trở thành tảng cho việc thiết kế Robot sau Đầu thập kỉ 60, công ty Mỹ AMF (American Machine Foundry Company) quảng cáo loại máy tự động vạn gọi “Người máy công nghiệp” (Industrial Robot) Ngày người ta đặt tên người máy công nghiệp (hay robot công nghiệp) cho loại thiết bị có dáng dấp vài chức tay người điều khiển tự động để thực số thao tác sản xuất Về mặt kỹ thuật, Robot công nghiệp ngày nay, có nguồn gốc từ hai lĩnh vực kỹ thuật đời sớm cấu điều khiển từ xa Chu Xuân Dũng ĐK-TĐH2013B Luận văn Thạc sĩ Chuyên ngành: Điều khiển & Tự Động Hóa (Teleoperators) máy công cụ điều khiển số (NC-Numerically Controlled machine tool) Các cấu điều khiển từ xa (hay thiết bị chủ-tớ) phát triển mạnh chiến tranh giới lần thứ hai nhằm nghiên cứu vật liệu phóng xạ Người thao tác tách biệt khỏi khu vực phóng xạ tường có vài cửa quan sát để nhìn thấy công việc bên Các cấu điều khiển từ xa thay cho cánh tay người quan sát: gồm có kẹp bên (tớ) hai tay cầm bên (chủ) Cả hai, tay cầm kẹp, nối với cấu sáu bậc tự để tạo vị trí hướng tùy ý tay cầm kẹp Cơ cấu dùng để điều khiển kẹp theo chuyển động tay cầm Ngày nay, hầu hết Robot dùng công nghiệp Chúng có đặc điểm riêng kết cấu chức thống hóa thương mại hóa rộng rãi gọi Robot công nghiệp Robot công nghiệp có hai loại đặc trưng bản: - Là thiết bị vạn tự động hóa theo chương trình lập trình lại để đáp ứng cách linh hoạt, khéo léo nhiệm vụ - Được ứng dụng trường hợp mang tính công nghiệp đặc trưng vận chuyển, xếp dỡ nguyên vật liệu, lắp ráp, đo lường… 1.2 Động lực học Robot Để xây dựng mô hình động lực hệ, có hai phương pháp: - Phương pháp Newton-Euler - Phương pháp Lagrange Và tài liệu sử dụng phương pháp Lagrange 1.2.1 Động lực học Euler-Lagrange Với mục đích thiết kế điều khiển điều cần thiết phải có mô hình toán học để thấy hành vi hệ thống Vì vậy, mục tìm cách xây dựng phương trình động lực học chuyển động cho Chu Xuân Dũng ĐK-TĐH2013B Luận văn Thạc sĩ Chuyên ngành: Điều khiển & Tự Động Hóa tay máy Cách tiếp cận tính động tay máy sau sử dụng phương trình chuyển động Lagrange Trong phần bỏ qua động học động điện thủy lực điều khiển cánh tay robot  Phương trình chuyển động Lagrange d  L  L    dt  q   q (1.1)  q1  q  q   2      qn  với q vector tọa độ tổng quát  vector lực tổng quát        2       Lagrange hiệu động : L K P (1.2) Ta thường sử dụng q vector biến khớp, bao gồm khớp quay  i (deg rad) khớp tịnh tiến d i (m)  moment (Nm) với khớp quay, lực (N) với khớp tịnh tiến Phương trình động lực học tay máy robot có dạng:       M q q  C q, q q  G q   (1.3) Với q vector khớp,  vector lực/moment Để có phương trình động học chung cho tay máy robot, tính động thay vào phương trình Lagrange Chu Xuân Dũng ĐK-TĐH2013B Luận văn Thạc sĩ Chuyên ngành: Điều khiển & Tự Động Hóa Trong y(t )  R 3n định nghĩa (3.31), hàm chặn   y   R hàm dương, không giảm, khả nghịch toàn cục Bất đẳng thức sau phát triển dựa giả thiết 3.2 5, (3.55), (3.56), (3.59), (3.62) (3.70) đến (3.72): N D  1 N B  2 N D  3 (3.74) N B  4  5 e2 (3.75) Với i  R(i  1,2, ,5) số dương biết Để thuận tiện cho việc phân tích tính ổn định sau, hệ số khuếch đại điều khiển 1  giới thiệu (3.5) (3.6), lựa chọn theo điều kiện đủ sau: min (1 )    5  (3.76) Và 1 lựa chọn theo điều kiện đủ sau: 1  1  2  1 3   2 2 (3.77) Với i  R(i  1,2, ,5) giới thiệu (3.74) (3.75) 1 giới thiệu (3.32) 3.7.3 Phân tích tính ổn định tối ưu Theo tài liệu tham khảo [8]: Định lý 3.7.3.1: Bộ điều khiển cho (3.60) đến (3.62) đảm bảo tất tín hiệu hệ thống bị chặn hệ thống vòng kín, sai lệch bám vị trí điều chỉnh cho : y(t )  với t   y(0)  (3.78) Trong tập  lớn tùy ý từ việc lựa chọn k s , dựa điều kiện ban đầu hệ thống (ví dụ kết bán toàn cục) Đặc tính bị chặn tín hiệu vòng kín kết (3.78) thu cách cung cấp điều kiện đủ thỏa để (3.76) (3.77) thỏa mãn Hơn u (t ) hội tụ điều khiển tối ưu để tối ưu hóa tiêu hiệu (3.12) mô hình Chu Xuân Dũng 71 ĐK-TĐH2013B Luận văn Thạc sĩ Chuyên ngành: Điều khiển & Tự Động Hóa không gian trạng thái (3.11), miễn điều kiện khuếch đại cho (3.16), (3.18) thỏa mãn Chứng minh: với miền xác định (t )  với (t )  R D  R 3n 3n  định nghĩa sau: (t )  yT (t )  P(t ) G(t )  T (3.79) Trong biểu thức trên, hàm bổ sung P(t )  R định nghĩa sau: n P(t ) 1  e2i (0)  e2 (0)T N (0)  L(t ) (3.80) i 1 với e2i (0) thành phần thứ i e2 (0) hàm bổ sung L(t )  R nghiệm tổng quát phương trình: L(t ) r T ( N B1 (t )  N D (t )  1 sgn(e2 ))  e2T (t ) N B2 (t )  5 e2 (t ) (3.81) kéo theo điều kiện đủ (3.77) thỏa mãn: n L(t )  1  e2i (0)  e2 (0)T N B (0) (3.82) i 1 từ kết luận P(t )  Hàm bổ sung G(t )  R (3.79) định nghĩa sau: G(t )  2 tr (WT 11W)  2 tr (V T 11V ) (3.83) 1  là ma trận hằng, đối xứng, xác định dương   , thấy G(t )  VL (, t ) : d  0,    R hàm liên tục, khả vi, xác định dương định nghĩa sau : VL (, t ) e1T e1  T e2 e2  r T M (q)r  P  G 2 (3.84) Kèm theo điều kiện đủ (3.77) thỏa mãn Sau đạo hàm theo thời gian (3.84), sử dụng (3.5), (3.6) (3.66), thay đạo hàm theo thời gian P(t ) G(t ),VL (, t ) , đơn giản hóa thành: Chu Xuân Dũng 72 ĐK-TĐH2013B Luận văn Thạc sĩ Chuyên ngành: Điều khiển & Tự Động Hóa VL (, t ) 2e1T 1e1  (ks  1) r  r T R 1r 2e2T e1  r T N (t ) 2 ˆ T ˆ V T x  WT ˆ Vˆ T x    e2  5 e2 (t )   2e2T  W d d ˆ T  1W)  tr (V T  1V )  tr (W (3.85) Dựa (3.44) (3.62), biểu thức (3.85) đơn giản hóa thành: VL (, t )  r T N (t )  (ks   min ( R 1 )) r  (2min (1 )  1) e1  (   5 ) e2 (3.86) sử dụng (3.73), biểu thức (3.86) viết lại thành: VL (, t )  3 y Trong 3   ks r   ( y ) r y   (3.87) 2min (1 )  1,    5 ,1  min ( R1 ) ; 1 , cần chọn theo điều kiện đủ (3.76) Sau bình phương số hạng bên ngoặc biểu thức (3.87), thu biểu thức sau: VL (, t )  3 y  2( y ) y (3.88) 4k s Dựa (3.84), (3.88), phân tích tính ổn định giống định lý 3.6.1 kết luận chứng minh (3.78) Thêm nữa, kết (3.78) kết hợp với (3.63) để rằng: fˆ    h   d với t   (3.89) từ kết luận trên, so sánh (3.9) với (3.60) để hệ động lực (3.7) hội tụ hệ thống không gian trạng thái (3.11) Hơn u (t ) hội tụ điều khiển tối ưu để tối ưu hóa tiêu hiệu (3.12) mô hình không gian trạng thái (3.11), miễn điều kiện cho (3.16) đến (3.18), (3.76) thỏa mãn 3.8 Mô 3.8.1 Mô hình hệ thống robot khâu RT Để kiểm tra chất lượng điều khiển xây dựng (3.23) ta xét hệ thống robot khâu RT gồm khâu quay ((Rotational) khâu tịnh tiến (Translational) hình sau: Chu Xuân Dũng 73 ĐK-TĐH2013B Luận văn Thạc sĩ Chuyên ngành: Điều khiển & Tự Động Hóa Hình 3.8.1.1 Mô hình robot khâu RT Hai biến khớp ta xét gồm góc quay  độ dài d Xuất phát từ phương pháp động lực học cho hệ học tổng quát Phương trình chuyển động Lagrange thiết lập cho hệ cho bởi: d L L   dt q q (3.90) Trong q vectơ biểu diễn toạ độ suy rộng khâu tay máy qi , vectơ biểu diễn lực suy rộng khâu tay máy hàm Lagrange chênh lệch động hệ, với: L K P (3.91) Khảo sát hệ với giả thiết khối lượng khâu tập trung khớp Ma trận biến khớp là: q  1 d  T (3.92) Và ma trận biểu diễn lực suy rộng thể hiện:   1   T (3.93) với  , mô men cho cấu tác động (chẳng hạn mômen phát động động điện)  Biểu thức động Chu Xuân Dũng 74 ĐK-TĐH2013B Luận văn Thạc sĩ Chuyên ngành: Điều khiển & Tự Động Hóa Hình 3.8.1.2 Tọa độ khâu robot Với khâu chuyển đọng quay, ta có biểu thức động - tương ứng là: K1  m1l1212 P1  m1 gl1 sin 1 (3.94) Với khâu chuyển động tịnh tiến, ta có: - x2  d cos 1; x2  d cos 1  d sin 1; y2  d sin 1; y2  d sin 1 y2  d cos 1 (3.95) Bình phương vận tốc là: v22  x22  y22  d2212  d22 (3.96) Do động khâu là: K2  1 m2v22  m2 d 2212  m2 d 22 2 (3.97) Thế cho khâu là: P2  m2 gy2  m2 gd2 sin 1  (3.98) Phương trình Lagrange Hàm Lagrange cho tay máy là: L  K  P  K1  K  P1  P2  2 1 m1l1 1  m2 d 2212  m2 d 22  m1 gl1 sin 1  m2 gd sin 1 2 Chu Xuân Dũng 75 (3.99) ĐK-TĐH2013B Luận văn Thạc sĩ Chuyên ngành: Điều khiển & Tự Động Hóa Vậy: L 1 m1l12  m2 d 22 12  m2 d 22   m1 gl1  m2 gd  sin 1  2 (3.100) Những hạng thức cần tính thể đây: L   m1l12  m2 d 22   1 d L  m1l121  m2 2d d 21  d 22 dt 1   L    m1l1  m2 d  g cos 1 1 L  m2 d d d L  m2 d dt  L  m2 d 212  m2 g sin 1 d Cuối cùng, phương trình chuyển động hệ tay máy cho hệ hai phương trình vi phân: d L L   dt q q 1  (3.101) d L L   m1l121  m2 2d2 d21  d221   m1l1  m2 d2  g cos 1 dt 1 1   (3.102) Vậy: 1   m1l12  m2 d22 1  2m2 d2 d21   m1l1  m2d2  g cos 1 2   d L L   m2 d2  m2 d212  m2 g sin 1 dt d2 d2 (3.103) (3.104) Biểu diễn phương trình chuyển động hệ tay máy dạng ma trận viết sau: 1   m1l12  m2 d22 1  2m2d2 d21   m1l1  m2d2  g cos1   m2 d2  m2d212  m2 g sin 1 Chu Xuân Dũng 76 ĐK-TĐH2013B Luận văn Thạc sĩ Chuyên ngành: Điều khiển & Tự Động Hóa Ta có phương trình động lực học tổng quát hệ robot thêm vào nhiễu  d là:  m1l12  m2 d 22         1   2m2 d  d  (m1l1  m2 d ) g cos 1   d2                m2 g sin 1 m2       1     d   m2 d   Trong đó:  d2    q    ; d     1  d2  Các thông số robot khâu RT sau: m1   kg  , l1  0.4  m , m2  0.2  kg  Các ma trân chọn sau:  40  Q11     40   4  4 0 Q12   Q22      6 0 4 Từ suy ra: K  Q12 R  Q122 , Các hệ số chọn sau: 15.6 10.6 140  60  5  1   2   ks   1       10.6 10.4  20   35 0 0.1 Chu Xuân Dũng 77 ĐK-TĐH2013B Luận văn Thạc sĩ 3.8.2 Chuyên ngành: Điều khiển & Tự Động Hóa Sơ đồ khối điều khiển phản hồi RISE Robot khâu RT Simulink Hình 3.8.2.1 Mô hình Robot khâu RT Simulink Chu Xuân Dũng 78 ĐK-TĐH2013B Luận văn Thạc sĩ Chuyên ngành: Điều khiển & Tự Động Hóa Hình 3.8.2.2 Sơ đồ khối điều khiển phản hồi RISE Simulink Chu Xuân Dũng 79 ĐK-TĐH2013B Luận văn Thạc sĩ 3.8.3 Chuyên ngành: Điều khiển & Tự Động Hóa Kết mô Hình 3.8.3.1 Sai lệch teta Hình 3.8.3.2 Sai lệch d Chu Xuân Dũng 80 ĐK-TĐH2013B Luận văn Thạc sĩ 3.8.4 Chuyên ngành: Điều khiển & Tự Động Hóa Kết luận Dựa vào kết mô phỏng, ta thấy điều khiển phản hồi RISE giúp hệ thống robot khâu RT hoạt động ổn định, sau khoảng thời gian độ, hệ vào vùng xác lập ổn định Như vậy, cấu trúc điều khiển RISE phát triển lớp hệ thống robot giúp tọa độ tổng quát bám tiệm cận tới quỹ đạo mong muốn, biến đổi theo thời gian bất chấp thành phần bất định hệ động lực nhiễu tham số bất định Chu Xuân Dũng 81 ĐK-TĐH2013B Luận văn Thạc sĩ Chuyên ngành: Điều khiển & Tự Động Hóa KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN Qua thời gian nghiên cứu lý thuyết để hoàn thành luận văn, Tác giả thu thành định, nhiên bên cạnh khó khăn, vướng mắc Cụ thể sau: - Những thành tựu đạt được: • Chỉ rõ ảnh hưởng thành phần bất định thông số nhiễu ngoại lực tác động hệ tay máy thực tiễn • Vận dụng lý thuyết điều khiển tối ưu cho hệ tay máy (Robot) có xét đến ảnh hưởng thành phần bất định • Đưa kết lý thuyết thể thông qua mô hình mô - Những hạn chế: Mặc dù nỗ lực, song thiếu sót Do đó, Tác giả mong nhận đóng góp ý kiến sửa đổi, bổ sung thêm Thầy, Cô bạn Qua đây, Tác giả xin chân thành cảm ơn TS Đào Phương Nam, người trực tiếp hướng dẫn tận tình suốt trình nghiên cứu làm luận văn Chu Xuân Dũng 82 ĐK-TĐH2013B Luận văn Thạc sĩ Chuyên ngành: Điều khiển & Tự Động Hóa TÀI LIỆU THAM KHẢO A Tiếng Việt [1] Nguyễn Doãn Phước Tối ưu hóa điều khiển điều khiển tối ưu Nhà xuất Bách Khoa Hà Nội 2012 - 344 tr [2] Nguyễn Doãn Phước, Phan Xuân Minh Lý thuyết điều khiển mờ Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật 2002 - 239 tr B Tiếng Anh [3] Abu-Khalaf, M., & Lewis, F L (2002) Nearly optimal HJB solution for constrained input systems using a neural network least-squares approach In Proc IEEE conf decis control (pp 943–948), Las Vegas, NV, 2002 [4] Cheng, T., & Lewis, F (2007) Neural network solution for finite-horizon Hinfinity constrained optimal control of nonlinear systems In Proc IEEE int conf control autom (pp 1966–1972), June 2007 [5] Kim, Y H., Lewis, F L., & Dawson, D M (2000) Intelligent optimal control of robotic manipulator using neural networks Automatica, 36, 1355–1364 [6] Lewis, F L (1999) Nonlinear network structures for feedback control Asian Journal of Control, 1(4), 205–228 [7] Luo, W., Chu, Y.-C., & Ling, K.-V (2005) Inverse optimal adaptive control for attitude tracking of spacecraft IEEE Transactions on Automatic Control, 50(11), 1639–1654 C Websites [8] Keith Dupree, Parag M Patre, Zachary D Wilcox, Warren E Dixon Asymptotic optimal control of uncertain nonlinear Euler–Lagrange system: http://ncr.mae.ufl.edu/dissertations/dupree_k.pdf [9] Marzieh Yazdanzad, Alireza Khosravi, Abolfazl Ranjbar Noei and Pouria Sarhadi Design of a RISE Feedback Controller Tuned with PSO for 3DOF Robot Manipulator Trajectory Tracking: http://www.mecs-press.org/ijitcs/ijitcs-v6-n8/IJITCS-V6-N8-4.pdf Chu Xuân Dũng 83 ĐK-TĐH2013B Luận văn Thạc sĩ Chuyên ngành: Điều khiển & Tự Động Hóa Phụ lục Lập trình Matlab  Code: Q11 = [40 2; 40] Q12 = [-4 4;4 -6] Q21 = Q12' Q22 = diag([4 4]) K = -Q12 R = inv(Q22) anpha_1 = [15.6 10.6;10.6 10.4] anpha_2 = diag([60 35]) beta_1 = diag([5 0.1]) Ks  = diag([140 20]) Kết chạy: Q11 = 40 2 40 Q12 = -4 4 -6 Q21 = -4 4 -6 Q22 = 0 K= -4 Chu Xuân Dũng 84 ĐK-TĐH2013B Luận văn Thạc sĩ -4 Chuyên ngành: Điều khiển & Tự Động Hóa R= 0.2500 0 0.2500 anpha_1 = 15.6000 10.6000 10.6000 10.4000 anpha_2 = 60 0 35 beta_1 = 5.0000 0 0.1000 Ks = 140 0 20 Chu Xuân Dũng 85 ĐK-TĐH2013B ... t xa thay th cho cỏnh tay ca ngi quan sỏt: nú gm cú mt b kp bờn (t) v hai tay cm bờn ngoi (ch) C hai, tay cm v b kp, c ni vi bng mt c cu sỏu bc t to cỏc v trớ v hng tựy ý ca tay cm v b kp... (2.8) cú h phng trỡnh vi phõn cho cỏc bin x v p 4) Gii h phng trỡnh cú t bc 3) vi cỏc iu kin biờn: x0 p tùy ý x0 cố định cho trước c xT p T tùy ý xT cố định cho trước Chu Xuõn Dng 27 K-TH2013B... (1.38) Mt rng buc vo lc hp dn cú th ly cho bt kỡ tay mỏy no Do ú, G q gb q vi l chun vector thớch hp bt kỡ, gb l hm vụ hng c xỏc nh t tay mỏy Tay mỏy khp quay thỡ gb l mt hng c lp vi vector