Đại Học Quốc Gia Tp.Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - NGUYỄN THANH BÌNH ĐIỀU KHIỂN TỐI ƯU CÁNH TAY MÁY SCARA Chuyên ngành: ĐIỀU KHIỂN HỌC KỸ THUẬT Mã số ngành: 2.05.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP.HỒ CHÍ MINH, tháng 10 năm 2005 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học: TSKH HỒ ĐẮC LỘC Cán chấm nhận xét 1: ……………………………………… Cán chấm nhận xét 2: ……………………………………… Luận văn thạc sĩ bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày 24 tháng 11 năm 2005 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC Tp HCM, ngày ……tháng ……năm 2005 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Ngày, tháng, năm sinh: Chuyên ngành: Khóa: I TÊN ĐỀ TÀI: Nguyễn Thanh Bình 18.6.1976 Điều khiển học kỹ thuật 14 Phái: Nơi sinh: Mã ngành: MSHV: Nam An Giang 2.05.01 01503342 ĐIỀU KHIỂN TỐI ƯU NĂNG LƯỢNG CÁNH TAY MÁY SCARA II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: ………………… IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: ………………… V HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TSKH HỒ ĐẮC LỘC CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM NGÀNH (Ký tên) (Ký tên) BỘ MÔN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH (Ký tên) Nội dung đề cương luận văn thạc sĩ Hội Đồng Chun Ngành thơng qua PHỊNG ĐÀO TẠO SĐH Ngày ……tháng……năm 2005 KHOA QUẢN LÝ NGÀNH LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn Thầy, TSKH Hồ Đắc Lộc, tận tình hướng dẫn truyền đạt kiến thức giá trị giúp em hoàn thành luận văn Đặc biệt, cảm ơn Mr B Siciliano & Mr L Villani thuộc ĐH Naples, Ý Họ cung cấp cho tài liệu tham khảo hữu ích Tơi xin gửi lời cảm ơn đến Mr Peter I Corke, tác giả Robotics Toolbox Trong đề tài này, tơi có sử dụng điều chỉnh cho phù hợp với yêu cầu vài hàm Toolbox ông Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Thầy, Cô tham gia giảng dạy lớp cao học Điều khiển học kỹ thuật – Khóa 14 Họ trang bị cho kiến thức quý báu nâng học thuật lên tầm cao Bình cảm ơn tất bạn học viên lớp Tình đồn kết giúp người vượt qua khó khăn, thử thách trình học tập thực đề tài tốt nghiệp Cuối xin gửi lời cảm ơn đến Mẹ, người quan tâm lo lắng cho Tp Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2005 Nguyễn Thanh Bình TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Đề tài “Điều khiển tối ưu lượng cánh tay máy SCARA” nhắm đến mục tiêu thiết kế điều khiển để điều khiển đầu mút cánh tay robot di chuyển từ điểm đầu đến điểm cuối cho lượng tiêu hao tối thiểu Robot chọn có cấu hình kiểu SCARA ba bậc tự do, bao gồm hai khớp xoay khớp cuối khớp tịnh tiến Nội dung đề tài chia thành ba phần Tổng quan lý thuyết điều khiển tối ưu điều khiển hệ thống phi tuyến trình bày Phần I; Phần II đề cập đến việc xây dựng toán điều khiển tối ưu lượng cho robot SCARA ba bậc tự do; kết mô kết luận rút Phần III Hướng giải đề tài kết hợp kỹ thuật điều khiển dùng mơ hình động lực học ngược với kỹ thuật điều khiển tối ưu lượng phương pháp giải tích để từ xây dựng nên luật điều khiển Phương pháp mơ hình dùng động lực học ngược cịn biết phương pháp tuyến tính hóa hồi tiếp.Ý tưởng bù xác tất đặc tính phi tuyến phối ghép động lực học Lagrange giai đoạn đầu cho bù giai đoạn thứ hai thiết kế dựa đối tượng tuyến tính tách ly Ưu điểm phương pháp cho phép thay hệ phi tuyến, phối ghép n hệ tuyến tính, tách ly Hệ thống phi tuyến cho chuyển sang hệ thống tuyến tính nhờ sử dụng phép biến đổi tọa độ phi tuyến hồi tiếp phi tuyến Sự tuyến tính hóa có hồi tiếp hệ biến hóa hữu dụng cho phép sử dụng hiểu biết hệ thống tuyến tính để thiết kế điều khiển cho hệ thống phi tuyến Vì thế, vấn đề yếu điều khiển tối ưu hệ thống tuyến tính đề cập đến Phần I Phần II thật vào giải đề tài Bắt đầu từ việc xây dựng mơ hình tốn cho robot SCARA bậc tự bao gồm phương trình động học thuận, động học ngược, động lực học Bước xác định luật điều khiển tối ưu dựa mơ hình động lực ngược kỹ thuật điều khiển tối ưu phương pháp giải tích Ưu điểm phương pháp tính linh hoạt Động học hệ thống cho hàm khác Tính ổn định hệ thống đảm bảo trình thiết kế Bước cuối chuyển mơ hình tốn robot SCARA với điều khiển vừa thiết kế vào môi trường mô MATLAB Phần III Các mục tiêu nhắm đến q trình mơ xác định: khả đeo bám quỹ đạo đặt; ảnh hưởng điều chỉnh hệ số điều khiển gia tốc; biến đổi vận tốc, gia tốc lượng tiêu hao; so sánh chi phí lượng điều khiển thiết kế với điều khiển khác; cuối mơ hoạt hình chuyển động robot Các kết mô cho thấy robot với điều khiển tối ưu lượng thiết kế có khả đeo bám tốt quỹ đạo đặt với thời gian để đạt tới vị trí đặt cuối vài giây (trung bình khoảng giây, điều phụ thuộc vào việc lựa chọn hệ số thiết kế điều khiển gia tốc) Ngồi ra, chi phí lượng tiêu hao tương đối thấp so sánh với điều khiển PD mức lượng tiêu hao bị biến động theo điều kiện mang tải robot Tuy nhiên, số khiếm khuyết mà đề tài chưa giải Phương pháp tuyến tính hóa hồi tiếp sử dụng địi hỏi phải biết thật xác tham số robot, điều khó mà đạt thực tế Đề tài giải toán điều khiển tối ưu tĩnh chưa xác định mối quan hệ thời gian cuối giá trị hệ số điều khiển gia tốc; cưỡng hình học cưỡng hệ thống nằm phạm vi nghiên cứu đề tài Tóm lại, việc kết hợp phương pháp tuyến tính hóa hồi tiếp kỹ thuật tối ưu lượng phương pháp giải tích cho phép thiết kế điều khiển robot đeo bám tốt quỹ đạo đặt chuyển động điểm - điểm tối thiểu chi phí lượng - Luận văn Thạc sĩ MỤC LỤC Trang Trang bìa Trang Trang Nhiệm vụ luận văn thạc sĩ Lời cảm ơn Tóm tắt luận văn thạc sĩ Mục lục Liệt kê hình MỞ ĐẦU i Lý chọn đề tài ii Mục đích nghiên cứu iii Đối tượng phạm vi nghiên cứu iv Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài v Tình hình nghiên cứu vi Hướng nghiên cứu đề tài vii Phương pháp nghiên cứu Phần I TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KHIỂN TỐI ƯU VÀ ĐIỀU KHIỂN PHI TUYẾN I.1 Chất lượng tối ưu 1.1 Đặc điểm toán tối ưu 1.2 Xây dựng toán tối ưu I.2 Các phương pháp điều khiển tối ưu 11 2.1 Phương pháp biến phân cổ điển Euler – Lagrange 11 2.2 Phương pháp quy hoạch động Bellman 14 2.3 Nguyên lý cực tiểu Pontryagin – Hamilton 16 I.3 Điều khiển tối ưu lượng phương pháp giải tích 17 3.1 Giới thiệu 17 3.2 Phương pháp 18 I.4 Điều khiển hệ thống phi tuyến 21 4.1 Các toán điều khiển phi tuyến 21 4.2 Các phương pháp thông dụng để thiết kế điều khiển phi tuyến 22 4.3 Phương pháp tuyến tính hóa hồi tiếp 24 Phần II XÂY DỰNG BÀI TOÁN ĐIỀU KHIỂN TỐI ƯU NĂNG LƯỢNG CÁNH TAY MÁY SCARA BẬC TỰ DO II.1 Xây dựng mơ hình tốn động học thuận 33 1.1 Phương pháp 33 1.2 Áp dụng 35 Luận văn Thạc sĩ II.2 Xây dựng mơ hình tốn động học ngược 37 2.1 Phương pháp 37 2.2 Áp dụng 37 II.3 Xây dựng mơ hình tốn động lực học 39 3.1 Phương pháp 40 3.2 Áp dụng 41 II.4 Thiết kế điều khiển 58 4.1 Lựa chọn không gian điều khiển 58 4.2 Điều khiển tập trung mơ hình động lực học ngược 61 4.3 Xác định luật điều khiển 62 Phần III MÔ PHỎNG HỆ THỐNG VÀ KẾT LUẬN III.1 Các mục tiêu nghiên cứu cần đạt 68 III.2 Kết mô cụ thể nhận xét 69 III.3 Kết luận 88 III.4 Hướng phát triển 88 Phụ lục Mã nguồn chương trình MATLAB 89 Tài liệu tham khảo 137 Lý lịch trích ngang 139 Luận văn Thạc sĩ LIỆT KÊ CÁC HÌNH Trang Hình 0.1 Một mẫu cánh tay máy SCARA hãng Motoman Hình I.1 Mơ tả ngun lý tối ưu Bellman 14 Hình I.2 Mơ tả phương trình Bellman 16 Hình II.1 Mối quan hệ động học thuận động học ngược 32 Hình II.2 Sơ đồ ngun lí Robot SCARA bậc tự 35 Hình II.3 Biểu diễn hình học Robot SCARA bậc tự để tìm θ2, nhìn từ phía (dọc theo trục Z) 38 Hình II.4 Sơ đồ khối điều khiển cánh tay máy 58 Hình II.5 Sơ đồ điều khiển dùng ma trận Jacobi nghịch đảo 59 Hình II.6 Sơ đồ tuyến tính hóa tồn cục dùng thuật tốn động lực học ngược 61 Hình II.7 Bộ điều khiển phát sinh gia tốc tối ưu lượng không gian công tác cho hai khớp xoay 64 Hình II.8 Bộ điều khiển phát sinh gia tốc tối ưu lượng khơng gian cơng tác cho khớp tịnh tiến 64 Hình II.9 Bộ điều khiển phát sinh gia tốc khớp 65 Hình II.10 Bộ điều khiển phát sinh vị trí vận tốc khơng gian cơng tác từ vị trí vận tốc khơng gian khớp 65 Hình II.11 Bộ điều khiển mơmen dùng mơ hình động lực học ngược 65 Hình II.12 Mơ hình hồn chỉnh hệ thống điều khiển tối ưu lượng robot SCARA bậc tự 66 Hình III.0 Giao diện phần mềm Bộ điều khiển tối ưu lượng robot SCARA bậc tự 69 Hình III.1 Khả đeo bám vị trí robot từ điểm bắt đầu đến điểm cuối 70 Hình III.2a Sai số vận tốc khơng gian cơng tác robot 71 Hình III.2b Sai số gia tốc không gian công tác robot 72 Hình III.3a Khả bám tọa độ theo phương z robot điều kiện mang tải khác khau 73 Hình III.3b Khả bám tọa độ theo phương x robot điều kiện mang tải khác khau Sự phụ thuộc không đáng kể 74 Hình III.3c Khả bám tọa độ theo phương y robot điều kiện mang tải khác khau 74 Hình III.3d Khả bám tọa độ theo phương z robot điều kiện mang tải khác khau có cập nhật tham số cho điều 75 Luận văn Thạc sĩ khiển Hình III.4a Ảnh hưởng thay đổi hệ số k (k1 = k2 = k3 = k) điều khiển gia tốc khả bám tọa độ theo phương x robot 75 Hình III.4b Ảnh hưởng thay đổi hệ số k (k1 = k2 = k3 = k) điều khiển gia tốc khả bám tọa độ theo phương y robot 76 Hình III.4c Ảnh hưởng thay đổi hệ số k (k1 = k2 = k3 = k) điều khiển gia tốc khả bám tọa độ theo phương z robot 76 Hình III.4d Ảnh hưởng thay đổi hệ số k (k1 = k2 = k3 = k) điều khiển gia tốc sai số vận tốc theo phương x robot 77 Hình III.4e Ảnh hưởng thay đổi hệ số k (k1 = k2 = k3 = k) điều khiển gia tốc sai số vận tốc theo phương y robot 77 Hình III.4f Ảnh hưởng thay đổi hệ số k (k1 = k2 = k3 = k) điều khiển gia tốc sai số vận tốc theo phương z robot 78 Hình III.4g Ảnh hưởng thay đổi hệ số k (k1 = k2 = k3 = k) điều khiển gia tốc sai số gia tốc theo phương x robot 78 Hình III.4h Ảnh hưởng thay đổi hệ số k (k1 = k2 = k3 = k) điều khiển gia tốc sai số gia tốc theo phương y robot 79 Hình III.4i Ảnh hưởng thay đổi hệ số k (k1 = k2 = k3 = k) điều khiển gia tốc sai số gia tốc theo phương z robot 79 Hình III.4j Ảnh hưởng thay đổi hệ số k (k1 ≠ k2 ≠ k3) điều khiển gia tốc khả bám tọa độ theo phương x, y, z robot 80 Hình III.4k Ảnh hưởng thay đổi hệ số k (k1 ≠ k2 ≠ k3) điều khiển gia tốc sai số vận tốc robot 80 Hình III.4l Ảnh hưởng thay đổi hệ số k (k1 ≠ k2 ≠ k3) điều khiển gia tốc gia tốc theo phương x, y, z robot 81 Hình III.5a Chi phí lượng theo thời gian robot di chuyển đầu mút từ vị trí (-1; 0.25; 0.2) đến vị trí (1.5; 0.75; 1.5) Năng lượng tổng cộng J _Robot = 819.69 [J] 82 Hình III.5b Chi phí lượng cung cấp cho robot tăng theo độ dài đường dẫn điểm bắt đầu p_i điểm cuối p_f 82 Luận văn Thạc sĩ Trang 78 Hình III.4f Ảnh hưởng thay đổi hệ số k (k1 = k2 = k3 = k) điều khiển gia tốc sai số vận tốc theo phương z robot Hình III.4g Ảnh hưởng thay đổi hệ số k (k1 = k2 = k3 = k) điều khiển gia tốc sai số gia tốc theo phương x robot Phần III Mô hệ thống Kết luận Luận văn Thạc sĩ Trang 79 Hình III.4h Ảnh hưởng thay đổi hệ số k (k1 = k2 = k3 = k) điều khiển gia tốc sai số gia tốc theo phương y robot Hình III.4i Ảnh hưởng thay đổi hệ số k (k1 = k2 = k3 = k) điều khiển gia tốc sai số gia tốc theo phương z robot Phần III Mô hệ thống Kết luận Luận văn Thạc sĩ Trang 80 Hình III.4j Ảnh hưởng thay đổi hệ số k (k1 ≠ k2 ≠ k3) điều khiển gia tốc khả bám tọa độ theo phương x, y, z robot Hình III.4k Ảnh hưởng thay đổi hệ số k (k1 ≠ k2 ≠ k3) điều khiển gia tốc sai số vận tốc robot Phần III Mô hệ thống Kết luận Luận văn Thạc sĩ Trang 81 Hình III.4l Ảnh hưởng thay đổi hệ số k (k1 ≠ k2 ≠ k3) điều khiển gia tốc gia tốc theo phương x, y, z robot Một số nhận xét KQ4: - Khi tăng giá trị ki điều khiển gia tốc, thời gian để robot đạt đến vị trí đặt cuối tăng biên độ vọt lố vận tốc, gia tốc giảm theo - Nếu giá trị hệ số ki khác (không cân bằng) robot theo quỹ đạo đường cong không gian công tác Ngược lại robot theo đường thẳng Như vậy, việc chọn giá trị cho ki có ảnh hưởng đến hình thành quỹ đạo robot Nhận xét KQ5: Xem Hình III.5a đến Hình III.5d - Sự biến thiên lượng không đột biến theo biến thiên vận tốc gia tốc - Khi điều chỉnh hệ số k điều khiển gia tốc, thay đổi lượng sử dụng sai lệch - Bộ điều khiển tối ưu lượng tiêu hao lượng so sánh với điều khiển PD Phần III Mô hệ thống Kết luận Luận văn Thạc sĩ Trang 82 m1 = kg m2 = kg m3 = 1.5 kg Tải = 0.5 kg k1 = k2 = k3 = J _Robot = 819.69 [J] Hình III.5a Chi phí lượng theo thời gian robot di chuyển đầu mút từ vị trí (1; 0.25; 0.2) đến vị trí (1.5; 0.75; 1.5) Năng lượng tổng cộng J _Robot = 819.69 [J] 951.03 [J] p_f = (1.75; 1.75; 1.75) p_f = (1.25; 1.25; 1.25) 717.35 [J] p_f = (1.0; 1.0; 1.0) 521.25 [J] p_f = (0.75; 0.75; 0.75) 362.20 [J] p_i = (-1; 0.25; 0.2) Hình III.5b Chi phí lượng cung cấp cho robot tăng theo độ dài đường dẫn điểm bắt đầu p_i điểm cuối p_f Phần III Mô hệ thống Kết luận Luận văn Thạc sĩ Trang 83 k1 =k2 =k3 = 0.5 k1 ≠k2 ≠k3 k1 =k2 =k3 = 0.10 k1 =k2 =k3 = 0.25 Hình III.5c Chi phí lượng cung cấp cho robot thay đổi theo hệ số k khác điều khiển gia tốc Điểm bắt đầu p_i = (-1; 0.25; 0.2) điểm cuối p_f = (1.5; 1.5; 1.5) Hình III.5d So sánh chi phí lượng cung cấp cho robot điều khiển PD điều khiển tối ưu lượng điều kiện sử dụng Phần III Mô hệ thống Kết luận Luận văn Thạc sĩ Trang 84 Nhận xét KQ6: Hình III.6a Sự thay đổi mơ-men khớp robot Hình III.6b Sự thay đổi mô-men khớp robot thay đổi hệ số k - Mô-men khớp đột biến nhanh giảm giá trị hệ số k điều khiển Điều phù hợp với biến đổi vận tốc gia tốc robot - Nếu giảm k nhỏ dẫn đến vượt giới hạn mô-men khớp robot Phần III Mô hệ thống Kết luận Luận văn Thạc sĩ Trang 85 Nhận xét KQ7: Hình III.7a So sánh đường dẫn đầu mút robot không gian công tác XYZ với tốc độ lấy mẫu Tc = 0.1s Tc = 0.01s Hình III.7b So sánh chi phí lượng tiêu thụ robot với tốc độ lấy mẫu Tc = 0.1s Tc = 0.01s Phần III Mô hệ thống Kết luận Luận văn Thạc sĩ Trang 86 - Khi tăng chu kỳ lấy mẫu, tức giảm tốc độ hay tần số lấy mẫu trình rời rạc tín hiệu hồi tiếp quỹ đạo robot hai điểm đặt có xu hướng lệch khỏi đường thẳng nối hai điểm - Năng lượng tiêu thụ giảm xuống với tỉ lệ gần với tỉ lệ tốc độ lấy mẫu chưa ưu điểm Nhận xét KQ8: Hình III.8a Vị trí bắt đầu robot SCARA bậc tự q trình chạy mơ hoạt hình Hình III.8b Vị trí cuối robot SCARA bậc tự q trình chạy mơ hoạt hình Phần III Mơ hệ thống Kết luận Luận văn Thạc sĩ Trang 87 Hình III.8c Giao diện hoạt hình mơ lại thay đổi vị trí, vận tốc gia tốc theo phương x, y, z robot - Giao diện Animation cho phép quan sát chuyển động robot SCARA từ điểm bắt đầu đến điểm cuối - Giao diện Replay cho phép xem lại thay đổi đại lượng vị trí, vận tốc, gia tốc theo thời gian với tốc độ tần số lấy mẫu Qua giao diện nhận thấy rằng, đại lượng vị trí đạt tới giá trị xác lập nhanh so với đại lượng vận tốc gia tốc Phần III Mô hệ thống Kết luận Luận văn Thạc sĩ Trang 88 III.3 Kết luận Đề tài nghiên cứu thiết kế điều khiển robot SCARA bậc tự kiểu RRP có khả điều khiển đầu mút robot chuyển động từ điểm đầu đến điểm cuối với lượng tiêu thụ tối thiểu Bộ điều khiển xây dựng dựa kỹ thuật điều khiển dùng mơ hình động lực học ngược hay gọi phương pháp tuyến tính hóa hồi tiếp kết hợp với kỹ thuật tối ưu lượng phương pháp giải tích Sản phẩm đề tài phần mềm với giao diện trực quan, thân thiện cho phép tiến hành thử nghiệm mô robot SCARA bậc tự điều kiện khác kích cỡ chiều dài cánh tay, khối lượng robot tải; thời gian mô tốc độ lấy mẫu tín hiệu Đặc biệt thú vị có phần hoạt hình thể lại chế chuyển động robot điều kiện thay đổi khác Các kết mô cho thấy robot với điều khiển tối ưu lượng thiết kế có khả đeo bám tốt quỹ đạo đặt, với thời gian để đạt tới vị trí đặt cuối vài giây (trung bình khoảng giây, điều phụ thuộc vào việc lựa chọn hệ số thiết kế điều khiển gia tốc) Ngoài ra, chi phí lượng tiêu hao tương đối thấp so sánh với điều khiển PD mức lượng tiêu hao bị biến động theo điều kiện mang tải robot Tuy nhiên, số khiếm khuyết mà phương pháp chưa giải III.4 Hướng phát triển Phương pháp tuyến tính hóa hồi tiếp sử dụng địi hỏi phải biết thật xác tham số robot, điều khó mà đạt thực tế Vì vậy, đề tài áp dụng sau thực tốn nhận dạng xác đối tượng robot cần điều khiển Việc thi công thực tế điều khiển đòi hỏi phải xem xét nhiều nguồn không rõ ràng sai số mơ hình, sai số tính tốn, nhiễu loạn bên ngồi, tải chưa biết, nhiễu Khi đó, kỹ thuật điều khiển bền vững thích nghi (Robust and adaptive control) xem xét đến toán trì đeo bám xác điều kiện vừa nêu [15] Đề tài giải toán điều khiển tối ưu tĩnh, tức không phụ thuộc vào thời gian, chưa xác định mối quan hệ thời gian cuối giá trị hệ số điều khiển gia tốc; cưỡng hình học cưỡng hệ thống nằm phạm vi nghiên cứu đề tài Như kết mô ra, việc lựa chọn giá trị k điều khiển gia tốc nhỏ làm tăng biên độ vận tốc, gia tốc mô-men tác động lên khớp robot Nếu biên độ vượt giới hạn định mức cho phép tương ứng với chúng gây tác động xấu đối tượng robot thực tế Do cần phải nghiên cứu tìm hiểu thêm mối quan hệ đại lượng để thỏa mãn yêu cầu cưỡng hệ thống Robot với điều khiển thiết kế chuyển động theo kiểu điểm-điểm không quan tâm đến chướng ngại vật xảy quỹ đạo Vì cần thiết phải thiết kế lại điều khiển cho cưỡng đường dẫn robot hay gọi cưỡng hình học.Việc ứng dụng kỹ thuật mạng nơ-ron vào để nhận dạng đối tượng robot cập nhật thơng số cho điều khiển thích nghi với điều kiện trước robot hướng nghiên cứu phát triển tiếp đề tài Phần III Mô hệ thống Kết luận Luận văn Thạc sĩ Trang 89 PHỤ LỤC MÃ NGUỒN CHƯƠNG TRÌNH MATLAB Bảng liệt kê chương trình, hàm viết sử dụng: Acceleration - Ve thi Gia toc khong gian cong tac Animation - Khoi tao cac bien Data - Khoi tao cac bien quy dao cho lan chay dau tien Energy - Tinh nang luong tieu hao Init - Khoi tao cac bien cho lan chay dau tien Position - Ve thi Vi tri khong gian cong tac ReadTraj - Doc cac tham so quy dao vao GUI Replay_GUI - Hoat hinh su thay doi vi tri, van toc, va gia toc theo thoi gian SCARA_Control_GUI - Giao dien chinh dieu khien canh tay may SCARA SCARA_RRP - Tao doi tuong robot SCARA kieu RRP de hoat hinh SetTraj - Phat sinh quy dao dat SimModel - Goi mo phong mo hinh Simulink tu GUI Torque - Ve thi momen cac khop TotalEnergy - Tinh nang luong tieu hao UpdateInit - Cap nhat cac tham so robot tu GUI Velocity - Ve thi Van toc khong gian cong tac dj - Dao ham ma tran Jacobi cua van toc khop theo thoi gian iner - Tinh toan cac tham so cua ma tran quan tinh iner_l - Tinh toan cac tham so cua ma tran quan tinh mang tai inv_k2u - Tinh toan dong hoc nguoc invj_a - Tinh toan van toc khop bang nghich dao Jacobi j_a - Thanh lap ma tran Jacobi jdq - Tinh toan van toc dau mut my_callback_fcn - Ham TIMER showlink - Trinh bay tat ca cac tham so cua doi tuong robot % Nội dung phát sinh từ View Ỉ Directory Reports Ỉ Contents Report MATLAB Phụ lục: Mã nguồn chương trình MATLAB Luận văn Thạc sĩ Trang 90 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] M Ahmadi and M Buehler “The ARL Monopod II Running Robot: Control and Energetics” IEEE International Conference on Robotics and Automation, pages 1689-1694, May 1999 [2] Ancenay, Sebastien and Maire, D Frederic “A Time and Energy Optimal Controller for Mobile Robots” In Proceedings AI'2004 ; the 17th Australian Computer Society (ACS) Australian Joint Conference on Artificial Intelligence, Cairns, Queensland, Australia [3] Y Bestaoui “Design of Robotic Discrecte Minimum Energy Regulator”, IEEE, Vol 138, No.6, November 1991 [4] Peter I Corke “Robotics Toolbox”, Copyright © 1993-2002 [5] Frank L Lewis, Vassilis L Syrmos “Optimal Control”, Jonh Willey & Sons, Inc, 1995 [6] K.S Fu, R.C Gonzalez and C.S.G Lee “Robotics: Control, Sensing, Vision, and Intelligence”, McGraw-Hill Book Company, 1987 [7] Michael Hardt, Kenneth Kreutz-Delgado, and J.William Helton “Minimum Energy Control Of A Biped Robot With Numerical Methods And A Recursive Symbolic Dynamic Model”, ??? [8] PGS TS Đào Xuân Hiệp “Kỹ Thuật Robot”, NXB Khoa học Kỹ thuật, 2003 [9] A.A Kolesnicov “The Synergetics Theory of Control”, Energoautomizdat, 1994 [10] Ho Dac Loc “Adaptive Fuzzy Logic Control of Nonlinear Dynamics System”, Sprint, Moscow, 2002 [11] R.V Mayorga and A.K.C Wong “A Singularities Avoidance Approach for the Optimal Local Pathgeneration of Redundant Manipulators” Robotics and Automation, 1988 Proceedings., 1988 IEEE International Conference on Volume , Issue , 24-29 Apr 1988 Page(s):49 54 Vol.1 Tài liệu tham khảo Luận văn Thạc sĩ Trang 91 [12] R.C Paul “Modelling, Trajectory Calculation, and Servoing of a Computer Controlled Arm”, Standford A.I Lab, A.I Memo 177, CA, Nov.1972 [13] GS.TSKH Nguyễn Thiện Phúc “Robot Công Nghiệp”, NXB Khoa học Kỹ thuật, 2002 [14] David Rathbun “Control of Robotic Manipulator with Nonlinear End Point Feedback”, University of Washington, 1996 [15] Mark W.Spong “Motion Control of Robot Manipulators” [16] D.W Marhefka, D.E Orin, and K.J Waldron, J.P Schmiedeler “A Study Of Quadruped Gallops,” NSF Design, Service and Manufacturing Grantees and Research Conference,Tampa, Florida, January 7-10, 2001.Y [17] Stepanenko “Dissipative Properties and Optimal Control of Manipulators”, Proc of the Second Symposium on the Control of Artilcial Limbs, 1970 [18] Yanli and Gary M.Bone “Are Parallel Manipulators More Energy Efficient ? ”, IEEE, 2001 [19] J Wang, S.S Ge, and T.H Lee “Adaptive Neural Network Control of Robot Manipulator with Unknow Dynamic Friction”, Department of Electrical and Computer Engineering, National University of Singapore, 2001 ++++++++++ Tài liệu tham khảo Luận văn Thạc sĩ Trang 92 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên: Nguyễn Thanh Bình Giới tính: Nam Ngày sinh: 18.6.1976 Tơn giáo: Phật Nơi sinh: An Giang Hộ thường trú: Số 290, tổ 8, khóm 1, thị trấn Phú Hữu, xã Phú Hòa, huyện Thoại Sơn, tỉnh An Giang Địa liên hệ: Khoa Điện Tử, ĐH Sư phạm kỹ thuật Tp.HCM - Điện thoại: 098.911.3935 - E.mail: binhnt@hcmute.edu.vn Quá trình học tập cơng tác: - Từ năm 1993 đến năm 1998: Sinh viên trường ĐH Sư phạm kỹ thuật Tp.HCM, chuyên ngành Kỹ thuật Điện - Điện Tử - Từ năm 1998 đến nay: Giảng viên Khoa Điện Tử thuộc trường ĐH.Sư phạm kỹ thuật Tp.HCM - Từ năm 2003 đến năm 2005: Học viên cao học ĐH Bách Khoa Tp.HCM, chuyên ngành Điều khiển học kỹ thuật - Lý lịch trích ngang ... quan điều khiển tối ưu Điều khiển phi tuyến Luận văn Thạc sĩ Trang 31 Phần II XÂY DỰNG BÀI TOÁN ĐIỀU KHIỂN TỐI ƯU NĂNG LƯỢNG CÁNH TAY MÁY SCARA BẬC TỰ DO Phần II Xây dựng toán điều khiển tối ưu. .. VỀ ĐIỀU KHIỂN TỐI ƯU VÀ ĐIỀU KHIỂN PHI TUYẾN Phần I Tổng quan điều khiển tối ưu Điều khiển phi tuyến Luận văn Thạc sĩ Trang I.1 Chất lượng tối ưu 1.1 Đặc điểm toán tối ưu a) Khái niệm Một hệ điều. .. phân luật điều khiển gọi luật điều khiển động, tức là, có động lực học luật điều khiển Chẳng hạn, điều khiển tuyến tính, điều khiển tỉ lệ điều khiển tĩnh, điều khiển sớm-trễ pha điều khiển động