Nghiên cứu hệ điều khiển thích nghi bền vững mode trượt ứng dụng trong điều khiển tay máy

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN HỒNG MAI NGHIÊN CỨU HỆ ĐIỀU KHIỂN THÍCH NGHI-BỀN VỮNG MODE TRƯỢT ỨNG DỤNG TRONG ĐIỀU KHIỂN TAY MÁY LUẬN ÁN TIẾN SĨ KĨ THUẬT HÀ NỘI – 2008 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN HOÀNG MAI NGHIÊN CỨU HỆ ĐIỀU KHIỂN THÍCH NGHI-BỀN VỮNG MODE TRƯỢT ỨNG DỤNG TRONG ĐIỀU KHIỂN TAY MÁY LUẬN ÁN TIẾN SĨ KĨ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: TỰ ĐỘNG HĨA XÍ NGHIỆP CƠNG NGHIỆP Mã số : 60.52.60.20 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS TS NGUYỄN CƠNG HIỀN PGS TS ĐỒN QUANG VINH HÀ NỘI – 2008 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan nội dung luận án cơng trình nghiên cứu riêng tôi, kết nghiên cứu, số liệu mô thực nghiệm nêu luận án hoàn toàn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tác giả luận án Nguyễn Hoàng Mai Nguyễn Hoàng Mai LỜI CẢM ƠN Trong q trình làm luận án, tơi nhận nhiều giúp đỡ thầy, cô giáo, anh chị bạn đồng nghiệp Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn cố GS TS Nguyễn Công Hiền, đến Ban chủ nhiệm Hội đồng khoa học Bộ mơn Tự động hóa XNCN – Khoa Điện Trường ĐHBK Hà Nội Tôi xin chân thành cảm ơn GS TS Nguyễn Trọng Thuần, PGS TS Đoàn Quang Vinh, PGS TS Bùi Quốc Khánh, PGS TS Nguyễn Văn Liễn, TS Nguyễn Mạnh Tiến thầy, cô giáo Bộ mơn Tự động hóa XNCN – Khoa Điện – Trường ĐHBK Hà Nội thầy cô giáo Bộ môn Tự động-Đo lường – Khoa Điện – Trường ĐHBK Đà Nẵng đóng góp cho tơi nhiều ý kiến q báu q trình học tập, nghiên cứu để thực luận án Tôi xin chân thành cảm ơn Trung tâm cơng nghệ cao HITECH, Phịng thí nghiệm Tự động hóa – Trường ĐHBK Hà Nội tạo điều kiện trang thiết bị cho thực hồn thành mơ thí nghiệm phục vụ cho luận án Tôi xin chân thành cảm ơn Viện đào tạo bồi dưỡng sau đại học – Trường ĐHBK Hà Nội, xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu Trường ĐHBK Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi để mặt để tơi hồn thành khóa học nghiên cứu sinh Tơi xin chân thành cảm ơn bố, mẹ, vợ gia đình người thân động viên, giúp đỡ vượt qua khó khăn, gian khổ để hồn thành luận án Tác giả luận án Nguyễn Hoàng Mai MỤC LỤC Trang Mục lục Các kí hiệu viết tắt luận án Giải thích kí hiệu tốn học Các hình vẽ đồ thị Mở đầu 11 Chương 1: TỔNG QUAN 16 1.1 Lý thuyết chung tay máy điều khiển chuyển động tay máy 1.1.1 Cấu hình hệ điều khiển chuyển động tay máy phương trình động lực học tổng quát tay máy 16 1.1.2 Những đặc điểm nguyên tắc điều khiển tay máy 23 1.1.3 Một số cơng trình điều khiển tay máy 24 1.2 Vấn đề tồn hướng nghiên cứu luận án 34 1.2.1 Những tồn hướng chọn phương án giải 34 1.2.2 Phương pháp cụ thể để giải vấn đề luận án 40 1.3 Nhận xét chương 41 Chương 2: ĐIỀU KHIỂN TRƯỢT VÀ VẤN ĐỀ CHẤT LƯỢNG CHO HỆ ĐIỀU KHIỂN CHUYỂN ĐỘNG TAY MÁY 2.1 Đặc trưng phi tuyến hơ hình động lực học tay máy 43 2.2 Điều khiển trượt cho hệ tay máy vấn đề chất lượng 44 2.3 Tổng hợp điều khiển tay máy siêu diện trượt 49 2.3.1 Tổng hợp trực tiếp từ phương trình trạng thái tổng quát 51 2.3.2 Tổng hợp điều khiển theo phương pháp Lyapunov thích nghi tự chỉnh 2.4 Một số biện pháp nâng cao chất lượng có 2.4.1 Phương pháp khơng thích nghi 55 64 66 2.4.2 Phương pháp thích nghi 2.5 Nhận xét chương 76 79 Chương 3: NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG HỆ ĐIỀU KHIỂN CHUYỂN ĐỘNG TAY MÁY BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN THÀNH PHẦN GIÁN ĐOẠN TRONG MODE TRƯỢT 3.1 Khái niệm chung 82 3.2 Phương pháp điều khiển thành phần gián đoạn siêu diện trượt 86 3.2.1 Cơ sở mơ hình đối tượng tay máy phương pháp 86 3.2.2 Tính chọn luật điều khiển 88 3.2.3 Luật biến đổi Ks luận án đề xuất 95 3.3 Nhận xét chương 107 Chương 4: ỨNG DỤNG SMAC ĐIỀU KHIỂN ĐỐI TƯỢNG THỰC TẾ MÔ PHỎNG VÀ THỰC NGHIỆM TRÊN ROBOT SCO PLUS 4.1 Mô robot Arm bậc tự 110 4.2 Mơ hình thực nghiệm robot 3D 112 4.3 Các kết mô đánh giá 116 4.4 Kết thực nghiệm đánh giá 124 4.3 Nhận xét chương 135 KẾT LUẬN CỦA LUẬN ÁN 137 CÁC CƠNG TRÌNH TÁC GIẢ ĐÃ CƠNG BỐ 138 TÀI LIỆU THAM KHẢO 139 PHỤ LỤC A: CÁC CHƯƠNG TRÌNH THỰC NGHIỆM 150 PHỤ LỤC B: CÁC MƠ HÌNH MƠ PHỎNG 171 PHỤ LỤC C: SỐ LIỆU THỤC NGHIỆM 178 CÁC KÍ HIỆU VIẾT TẮT TRONG LUẬN ÁN Kí hiệu Diễn giải AC Adaptive Control ADC Analog to Digital Convertor ASC Adaptive of Surface Control EEAC Exponent of Manifold Error Adaptive Control EIAC Exponent of Integrated of Manifold Error Adaptive Control FC Fuzzy Control GSMC Genetic Sliding Mode Control ISAE Integrated Square Absolute Error ISE Integrated Square Error ITAE Integrated Time Absolute Error LSMC Learning-Sliding Mode Control MIMO Multi Input Multi Output NSMC Neural-Sliding Mode Control PID Poprotional-Integral-Derivative PSM Pseudo Sliding Mode QG-CP Quạt gió – Cánh phẳng QSM Quasi Sliding Mode SMAC Sliding Mode Adaptive Control SMC Sliding Mode Control SISO Single Input Single Output VSC Variable Structure Control VSS Variable Structure System RM Reaching Mode RP Reaching Phase RMP Reaching Mode Procces SM Sliding Mode SP Sliding Phase SMP Sliding Mode Procces GIẢI THÍCH CÁC KÍ HIỆU TOÁN HỌC |a| Giá trị tuyệt đối số thực |x| Modul vectơ x xT Chuyển vị vectơ x NT Chuyển vị ma trận N Rnxn Không gian số thực cấp n diag[K] Ma trận đường chéo K sgn(S) Hàm dấu S ||x|| Vectơ chứa phần tử modul phần tử vectơ x x , x Vi phân cấp cấp theo thời gian x DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Ý nghĩa Hình Trang Chương 1.1 Cấu hình hệ điều khiển chuyển động hở kín 17 1.2 Mơ hình tham số tập trung tay máy 19 1.3 Quĩ đạo khớp tay máy 2D theo Tseng 25 1.4 Sai lệch khớp tay máy 2D dùng mặt trượt PID 31 Yury 1.5 Nhóm mặt trượt hạn chế phương pháp Tokat 33 1.6 Chuyển đổi mặt trượt 35 2.1 Quĩ đạo pha chuyển động điều khiển vị trí tay máy 50 2.2 Lựa chọn mặt trượt siêu diện trượt 56 2.3 Mô tả lớp biên 67 2.4 Đáp ứng hàm SIGN hàm SAT 68 2.5 Kết mô hệ dùng điều khiển mờ trượt 75 2.6 Phương pháp tích phân I-1, Ks liên tục tăng 77 2.7 Phương pháp tích phân I-2, Ks có giảm 79 3.1 Sai lệch khớp theo λ 83 3.2 Sự thay đổi biên độ rung theo Ks chu kì rung T 85 3.3 Dạng Ks mong muốn 95 3.4 Biến đổi quĩ đạo sai lệch khớp dùng PID 107 Chương Chương 188 -2.0200 -2.0200 -2.0200 -2.0200 -2.0200 -2.0496 -2.0496 -2.0496 -2.0496 -2.0496 -2.0496 -2.0792 -2.0792 -2.0792 -2.0792 -2.0792 -2.0792 -2.1089 -2.1089 -2.1089 -2.1089 -2.1089 -2.1089 -2.1385 -2.1385 -2.1385 -2.1385 -2.1385 -2.1385 -2.1681 -2.1681 -2.1681 -2.1681 -2.1681 -2.1681 -2.1977 -2.1977 -2.1977 -2.1977 -2.1977 -2.1977 -2.2273 -2.2273 -2.2273 -2.2273 -2.2273 -2.2273 -12 -12 -12 -12 -12 -12 -12 -12 -12 -12 -12 -12 -12 -12 -12 -12 -12 -12 -12 -12 -12 -12 -12 -12 -12 -12 -12 -12 -12 -12 -12 -12 -12 -12 -12 -12 -12 -12 -12 -12 -12 -12 -12 -12 -12 -12 -12 7.9455 7.9455 7.9455 7.9455 7.9455 7.9455 8.0047 8.0047 8.0047 8.0047 8.0047 8.0047 8.0639 8.0639 8.0639 8.0639 8.0639 8.0639 8.1231 8.1231 8.1231 8.1231 8.1231 8.1231 8.1824 8.1824 8.1824 8.1824 8.1824 8.1824 8.2416 8.2416 8.2416 8.2416 8.2416 8.2416 8.3008 8.3008 8.3008 8.3008 8.3008 8.3008 8.3600 8.3600 8.3600 8.3600 8.3600 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 4.9082 4.9353 4.9353 4.9353 4.9353 4.9353 4.9353 4.9624 4.9624 4.9624 4.9624 4.9624 4.9624 4.9896 4.9896 4.9896 4.9896 4.9896 4.9896 5.0167 5.0167 5.0167 5.0167 5.0167 5.0167 5.0438 5.0438 5.0438 5.0438 5.0438 5.0438 5.0710 5.0710 5.0710 5.0710 5.0710 5.0710 5.0981 5.0981 5.0981 5.0981 5.0981 5.0981 5.1253 5.1253 5.1253 5.1253 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 -2.0314 -2.0314 -2.0314 -2.0314 -2.0314 -2.0734 -2.0734 -2.0734 -2.0734 -2.0734 -2.0734 0.9981 0.9981 0.9981 0.9981 0.9981 0.9981 0.8080 0.8080 0.8080 0.8080 0.8080 0.8080 0.8351 0.8351 0.8351 0.8351 0.8351 0.8351 0.9730 0.9730 0.9730 0.9730 0.9730 0.9730 0.9953 0.9953 0.9953 0.9953 0.9953 0.9953 1.0249 1.0249 1.0249 1.0249 1.0249 1.0249 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 -2.3011 -2.3011 -2.3011 -2.3011 -2.3011 -2.3011 -2.4892 -2.4892 -2.4892 -2.4892 -2.4892 -2.4892 -2.6184 -2.6184 -2.6184 -2.6184 -2.6184 -2.6184 -2.7490 -2.7490 -2.7490 -2.7490 -2.7490 -2.7490 -2.8783 -2.8783 -2.8783 -2.8783 -2.8783 -2.8783 -2.9500 -2.9500 -2.9500 -2.9500 -2.9500 -2.9500 -2.9656 -2.9656 -2.9656 -2.9656 -2.9656 -2.9656 -2.9799 -2.9799 -2.9799 -2.9799 -2.9799 -145 -145 -145 -145 -145 -145 -145 -145 -145 -145 -145 -145 -144 -144 -144 -144 -144 -144 -143 -143 -143 -143 -143 -143 -142 -142 -142 -142 -142 -142 -140 -140 -140 -140 -140 -140 -137 -137 -137 -137 -137 -137 -134 -134 -134 -134 -134 3.6247 3.6790 3.6790 3.6790 3.6790 3.6790 3.6790 3.7333 3.7333 3.7333 3.7333 3.7333 3.7333 3.7875 3.7875 3.7875 3.7875 3.7875 3.7875 3.8418 3.8418 3.8418 3.8418 3.8418 3.8418 3.8961 3.8961 3.8961 3.8961 3.8961 3.8961 3.9504 3.9504 3.9504 3.9504 3.9504 3.9504 4.0046 4.0046 4.0046 4.0046 4.0046 4.0046 4.0589 4.0589 4.0589 4.0589 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 189 -2.2569 -2.2569 -2.2569 -2.2569 -2.2569 -2.2569 -2.1753 -2.1753 -2.1753 -2.1753 -2.1753 -2.1753 -2.2102 -2.2102 -2.2102 -2.2102 -2.2102 -2.2102 -2.2373 -2.2373 -2.2373 -2.2373 -2.2373 -2.2373 -2.2645 -2.2645 -2.2645 -2.2645 -2.2645 -2.2645 -2.2916 -2.2916 -2.2916 -2.2916 -2.2916 -2.2916 -2.3187 -2.3187 -2.3187 -2.3187 -2.3187 -2.3187 -2.3459 -2.3459 -2.3459 -2.3459 -2.3459 -12 -12 -12 -12 -12 -12 -11 -11 -11 -11 -11 -11 -11 -11 -11 -11 -11 -11 -11 -11 -11 -11 -11 -11 -11 -11 -11 -11 -11 -11 -11 -11 -11 -11 -11 -11 -11 -11 -11 -11 -11 -11 -11 -11 -11 -11 -11 8.3600 8.4192 8.4192 8.4192 8.4192 8.4192 8.4192 8.4784 8.4784 8.4784 8.4784 8.4784 8.4784 8.5376 8.5376 8.5376 8.5376 8.5376 8.5376 8.5968 8.5968 8.5968 8.5968 8.5968 8.5968 8.6560 8.6560 8.6560 8.6560 8.6560 8.6560 8.7153 8.7153 8.7153 8.7153 8.7153 8.7153 8.6654 8.6654 8.6654 8.6654 8.6654 8.6654 8.7278 8.7278 8.7278 8.7278 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 5.1253 5.1253 5.1524 5.1524 5.1524 5.1524 5.1524 5.1524 5.1795 5.1795 5.1795 5.1795 5.1795 5.1795 5.2067 5.2067 5.2067 5.2067 5.2067 5.2067 5.2338 5.2338 5.2338 5.2338 5.2338 5.2338 5.2610 5.2610 5.2610 5.2610 5.2610 5.2610 5.2881 5.2881 5.2881 5.2881 5.2881 5.2881 5.3152 5.3152 5.3152 5.3152 5.3152 5.3152 5.3424 5.3424 5.3424 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 1.0545 1.0545 1.0545 1.0545 1.0545 1.0545 1.0841 1.0841 1.0841 1.0841 1.0841 1.0841 1.1137 1.1137 1.1137 1.1137 1.1137 1.1137 1.1433 1.1433 1.1433 1.1433 1.1433 1.1433 1.1730 1.1730 1.1730 1.1730 1.1730 1.1730 1.2026 1.2026 1.2026 1.2026 1.2026 1.2026 1.2322 1.2322 1.2322 1.2322 1.2322 1.2322 1.2618 1.2618 1.2618 1.2618 1.2618 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 -2.9799 -3.0467 -3.0467 -3.0467 -3.0467 -3.0467 -3.0467 -3.0520 -3.0520 -3.0520 -3.0520 -3.0520 -3.0520 -2.9999 -2.9999 -2.9999 -2.9999 -2.9999 -2.9999 -3.0015 -3.0015 -3.0015 -3.0015 -3.0015 -3.0015 -2.9967 -2.9967 -2.9967 -2.9967 -2.9967 -2.9967 -2.9317 -2.9317 -2.9317 -2.9317 -2.9317 -2.9317 -2.8643 -2.8643 -2.8643 -2.8643 -2.8643 -2.8643 -2.7917 -2.7917 -2.7917 -2.7917 -134 -132 -132 -132 -132 -132 -132 -129 -129 -129 -129 -129 -129 -125 -125 -125 -125 -125 -125 -122 -122 -122 -122 -122 -122 -119 -119 -119 -119 -119 -119 -115 -115 -115 -115 -115 -115 -111 -111 -111 -111 -111 -111 -107 -107 -107 -107 4.0589 4.0589 4.1132 4.1132 4.1132 4.1132 4.1132 4.1132 4.1675 4.1675 4.1675 4.1675 4.1675 4.1675 4.2218 4.2218 4.2218 4.2218 4.2218 4.2218 4.2760 4.2760 4.2760 4.2760 4.2760 4.2760 4.3303 4.3303 4.3303 4.3303 4.3303 4.3303 4.3846 4.3846 4.3846 4.3846 4.3846 4.3846 4.4389 4.4389 4.4389 4.4389 4.4389 4.4389 4.4931 4.4931 4.4931 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 190 -2.3459 -2.3730 -2.3730 -2.3730 -2.3730 -2.3730 -2.3730 -2.4002 -2.4002 -2.4002 -2.4002 -2.4002 -2.4002 -2.4273 -2.4273 -2.4273 -2.4273 -2.4273 -2.4273 -2.4544 -2.4544 -2.4544 -2.4544 -2.4544 -2.4544 -2.4816 -2.4816 -2.4816 -2.4816 -2.4816 -2.4816 -2.5087 -2.5087 -2.5087 -2.5087 -2.5087 -2.5087 -2.5359 -2.5359 -2.5359 -2.5359 -2.5359 -2.5359 -2.5630 -2.5630 -2.5630 -2.5630 -11 -11 -11 -11 -11 -11 -11 -11 -11 -11 -11 -11 -11 -11 -11 -11 -11 -11 -11 -11 -11 -11 -11 -11 -11 -11 -11 -11 -11 -11 -11 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 8.7278 8.7278 8.7845 8.7845 8.7845 8.7845 8.7845 8.7845 8.8413 8.8413 8.8413 8.8413 8.8413 8.8413 8.8980 8.8980 8.8980 8.8980 8.8980 8.8980 8.9548 8.9548 8.9548 8.9548 8.9548 8.9548 9.0115 9.0115 9.0115 9.0115 9.0115 9.0115 9.0682 9.0682 9.0682 9.0682 9.0682 9.0682 9.1250 9.1250 9.1250 9.1250 9.1250 9.1250 9.1817 9.1817 9.1817 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 5.3424 5.3424 5.3424 5.3695 5.3695 5.3695 5.3695 5.3695 5.3695 5.3966 5.3966 5.3966 5.3966 5.3966 5.3966 5.4238 5.4238 5.4238 5.4238 5.4238 5.4238 5.4509 5.4509 5.4509 5.4509 5.4509 5.4509 5.4781 5.4781 5.4781 5.4781 5.4781 5.4781 5.5052 5.5052 5.5052 5.5052 5.5052 5.5052 5.5323 5.5323 5.5323 5.5323 5.5323 5.5323 5.5595 5.5595 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 1.2618 1.2914 1.2914 1.2914 1.2914 1.2914 1.2914 1.3210 1.3210 1.3210 1.3210 1.3210 1.3210 1.2394 1.2394 1.2394 1.2394 1.2394 1.2394 1.2743 1.2743 1.2743 1.2743 1.2743 1.2743 1.3014 1.3014 1.3014 1.3014 1.3014 1.3014 1.3286 1.3286 1.3286 1.3286 1.3286 1.3286 1.3557 1.3557 1.3557 1.3557 1.3557 1.3557 1.3828 1.3828 1.3828 1.3828 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 10 10 10 10 -2.7917 -2.7917 -2.7141 -2.7141 -2.7141 -2.7141 -2.7141 -2.7141 -7.8042 -7.8042 -7.8042 -7.8042 -7.8042 -7.8042 -7.4911 -7.4911 -7.4911 -7.4911 -7.4911 -7.4911 -7.4176 -7.4176 -7.4176 -7.4176 -7.4176 -7.4176 -7.2282 -7.2282 -7.2282 -7.2282 -7.2282 -7.2282 -6.9255 -6.9255 -6.9255 -6.9255 -6.9255 -6.9255 -6.3985 -6.3985 -6.3985 -6.3985 -6.3985 -6.3985 -5.6472 -5.6472 -5.6472 -107 -107 -103 -103 -103 -103 -103 -103 -99 -99 -99 -99 -99 -99 -96 -96 -96 -96 -96 -96 -93 -93 -93 -93 -93 -93 -89 -89 -89 -89 -89 -89 -84 -84 -84 -84 -84 -84 -77 -77 -77 -77 -77 -77 -68 -68 -68 4.4931 4.4931 4.4931 4.5474 4.5474 4.5474 4.5474 4.5474 4.5474 4.6017 4.6017 4.6017 4.6017 4.6017 4.6017 4.6560 4.6560 4.6560 4.6560 4.6560 4.6560 4.6047 4.6047 4.6047 4.6047 4.6047 4.6047 4.6586 4.6586 4.6586 4.6586 4.6586 4.6586 4.7105 4.7105 4.7105 4.7105 4.7105 4.7105 4.6567 4.6567 4.6567 4.6567 4.6567 4.6567 4.7082 4.7082 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 21 21 21 21 21 21 21 21 21 21 21 21 21 21 21 21 21 21 20 20 20 20 20 20 20 20 191 -2.5630 -2.5630 -2.5901 -2.5901 -2.5901 -2.5901 -2.5901 -2.5901 -2.6173 -2.6173 -2.6173 -2.6173 -2.6173 -2.6173 -2.6444 -2.6444 -2.6444 -2.6444 -2.6444 -2.6444 -2.6715 -2.6715 -2.6715 -2.6715 -2.6715 -2.6715 -2.6987 -2.6987 -2.6987 -2.6987 -2.6987 -2.6987 -2.7258 -2.7258 -2.7258 -2.7258 -2.7258 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 9.1817 9.1817 9.1817 9.2385 9.2385 9.2385 9.2385 9.2385 9.2385 9.2952 9.2952 9.2952 9.2952 9.2952 9.2952 9.3520 9.3520 9.3520 9.3520 9.3520 9.3520 9.4087 9.4087 9.4087 9.4087 9.4087 9.4087 9.4655 9.4655 9.4655 9.4655 9.4655 9.4655 9.5222 9.5222 9.5222 9.5222 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 5.5595 5.5595 5.5595 5.5595 5.5866 5.5866 5.5866 5.5866 5.5866 5.5866 5.6138 5.6138 5.6138 5.6138 5.6138 5.6138 3.2990 3.2990 3.2990 3.2990 3.2990 3.2990 3.1265 3.1265 3.1265 3.1265 3.1265 3.1265 2.8880 2.8880 2.8880 2.8880 2.8880 2.8880 2.6445 2.6445 2.6445 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -11 -11 -11 -11 -11 -11 -13 -13 -13 -13 -13 -13 -15 -15 -15 -15 -15 -15 -17 -17 -17 1.3828 1.3828 1.4100 1.4100 1.4100 1.4100 1.4100 1.4100 1.4371 1.4371 1.4371 1.4371 1.4371 1.4371 1.4643 1.4643 1.4643 1.4643 1.4643 1.4643 1.4914 1.4914 1.4914 1.4914 1.4914 1.4914 1.5185 1.5185 1.5185 1.5185 1.5185 1.5185 1.5457 1.5457 1.5457 1.5457 1.5457 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 -5.6472 -5.6472 -5.6472 -3.5797 -3.5797 -3.5797 -3.5797 -3.5797 -3.5797 -2.7176 -2.7176 -2.7176 -2.7176 -2.7176 -2.7176 -1.7724 -1.7724 -1.7724 -1.7724 -1.7724 -1.7724 -1.0189 -1.0189 -1.0189 -1.0189 -1.0189 -1.0189 -0.3381 -0.3381 -0.3381 -0.3381 -0.3381 -0.3381 -0.4190 -0.4190 -0.4190 -0.4190 -68 -68 -68 -47 -47 -47 -47 -47 -47 -37 -37 -37 -37 -37 -37 -27 -27 -27 -27 -27 -27 -19 -19 -19 -19 -19 -19 -12 -12 -12 -12 -12 -12 -10 -10 -10 -10 4.7082 4.7082 4.7082 4.7082 4.5462 4.5462 4.5462 4.5462 4.5462 4.5462 4.3835 4.3835 4.3835 4.3835 4.3835 4.3835 4.2158 4.2158 4.2158 4.2158 4.2158 4.2158 4.0430 4.0430 4.0430 4.0430 4.0430 4.0430 3.9718 3.9718 3.9718 3.9718 3.9718 3.9718 4.0020 4.0020 4.0020 20 20 20 20 18 18 18 18 18 18 16 16 16 16 16 16 14 14 14 14 14 14 12 12 12 12 12 12 11 11 11 11 11 11 11 11 11 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Đào Văn Hiệp (2003), Robot công nghiệp, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Thế Hồn (2003), Cơ sở phương trình vi phân lý thuyết ổn định, NXB Giáo dục, Hà Nội Cao Tiến Huỳnh (2000), Điều khiển trượt mặt trượt mờ, Tuyển tập báo cáo Khoa học Hội nghị toàn quốc lần thứ ba Tự động hóa, Hà Nội Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Văn Liễn, Phạm Quốc Hải, Dương Văn Nghi (1998), Điều chỉnh tự động truyền động điện, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Văn Liễn, Nguyễn Mạnh Tiến, Đoàn Quang Vinh (2003), Điều khiển động xoay chiều cấp từ biến tần bán dẫn, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Phan Xuân Minh, Nguyễn Doãn Phước (2002), Lý thuyết điều khiển mờ, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Thương Ngô (2003), Lý thuyết điều khiển tự động thông thường đại, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Phạm Công Ngô (2001), Lý thuyết điều khiển tự động, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Thiện Phúc (2003), Robot công nghiệp, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 10 Nguyễn Doãn Phước, Phan Xuân Minh (1999), Điều khiển tối ưu bền vững, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 11 Nguyễn Doãn Phước, Phan Xuân Minh, Hán Thành Trung (2002), Lý thuyết điều khiển phi tuyến, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 12 Nguyễn Phùng Quang (2004), Matlab Simulink dành cho kĩ sư điều khiển tự động, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 13 Nguyễn Phùng Quang(1997), Điều khiển truyền động điện xoay chiều ba pha, NXB Khoa học Kỹ thuật 14 Nguyễn Trọng Thuần (1999), Điều khiển logic ứng dụng, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Tiếng nước 15 Agrawal, A.K (1997), Application of Sliding Mode Control to a Benchmark Problem, Proceedings of the 1997 ASCE Structures Congress, Portland, Oregon, April 13,16 16 Amuliu Bogdan Proca (2003), Sensorless Sliding Mode Control of Induction Motors Using Operating Condition Dependent Models, IEEE Transactions on Energy Conversion, Vol 18, No 2, June 17 Arellano, J (2000) , Robust Fuzzy , Sliding Mode Control for Motor Sliding Mode Control for Motor Drives operating with Variable Loads and Pre operating with Variable Loads and Pre – defined System Noise System Noise Limits, The course of School of Electrical and Electronic Engineering University of Nottingham Nottingham, England 18 Astrom, Karl Johan (1995), Adaptive Control, Addison,Wesley Publishing Inc 19 Bacciotti, A., Biglio Alessandra (2000) , Some remarks about stability of nonlinear discrete-time control systems, Dipartimento di Matematica del Politecnico di Torino, Mathematics Subject Classification: 93C55, 93D15, 93D20, 93D25 20 Bin Yao (2001), Nonlinear Model Based Coordinated Adaptive Robust Control of Eleactro,hydraulic Systems, Purdue University, West Lafayette, Indiana 21 Bonchis, A Corke, P I Rye, D C., Ha, Q P (2001) , Variable structure methods in hydraulic servo systems control, PEGAMON Automatica 37, 589,595 22 Cassino, K.M., Yurkovich S (1998), Fuzzy Control, Addison Wesly Longman, Inc 23 Chen, C.L (2002), A sliding mode control approach to robotic tracking problem, IFAC 15th Trennia World Congress, Bacelona, Spain 24 Chia,Shang Liu (1997), Disturbance Estimation Based Tracking Control for a Robotic Manipulator, 0,7803,3835,9/97/(c) AACC 25 Chih,Lyang Hwang (2001), A Trajectory Tracking of Biped Robots Using Fuzzy-Model, Based Sliding-Mode Control, 26 Chung,Shi Tseng (2001), Multiobjective PID Control Design in Uncertain Robotic Systems Using Neural Network Elimination Scheme , IEEE Transactions on Systems, MAN and CYBERNETICS, PART A: Syatems aand Humans, Vol 31, No 6, November 27 Chun-Yi Su (1993), Adaptive Sliding Mode Control of Robot Manipulator with General Sliding Manifold, Procceding of the 1993 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems Yokohama, Japan July 2630 28 Coombes, S (1999) , Liapunov exponents and mode,locked solutions for integrate and fire dynamical systems,Department of Mathematical Sciences, Loughborough University, Loughborough, Leicestershire, LE11 3TU, UK Preprint submitted to Elsevier Preprint 26 March 29 Daohang, Sha (1999), Enhance Discrete Robust Sliding Mode Control with Fuzzy Logic Block: Asymptotic Law Method, Centre for Engineering Research, Technikon Natal 30 Daohang, Sha (1999), Robust Fuzzy Discrete Sliding Mode Control Based on Lyapunov’s direct method, Centre for Engineering Research, Technikon Natal 31 Efe, M Onder (1998), VSS Theory Based Training of a Fuzzy Motion Control System, Dept of Information Tech., Banki Donat Polytechnic, H,1081, Budapest, Nepszinhaz u.8, Hungary 32 Efe, M Önder (2001), Fuzzy Sliding Mode Control of Nonlinear Systems – An Augmented Switching Manifold Approach, Carnegie Mellon University, Electrical and Computer Engineering Department Pittsburgh, PA 15213,3890, U.S.A 33 Gang Tao (2003), Adaptive Control Design and Analysis, Wisley publishers 34 Ge, S S (1998), A Direct Approach to Adaptive Controller Design and Its Application to Inverted Pendulum Tracking, Proceedings of the American Control Conference, Philadelphia, Pennsylvania, June 35 Gutierrez, Hector M (1998), Sliding-Mode Control of a Nonlinear Input System: Application to a Magnetically Levitated Fast Tool Servo, IEEE Transaction on Industrial Electronics, Vol 45, No December 921 36 Ha, Q P (2001), Fuzzy Sliding-Mode Controllers with Applications, IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol 48, No 1, February 37 Haojian Xu (2003) , Robust Adaptive Control for a Class of MIMO Nonlinear Systems With Guaranteed Error Bounds , IEEE Transactions on Automatic Control, Vol 48, No 5, May 38 Hirschorny, Ron M (2003), Geometric sliding mode control: The linear and linearised theory, January, Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada 39 Ho, Jae Lee (2001) , Robust Fuzzy Control of Nonlinear Systems with Parametric Uncertainties , IEEE Transactions on Fuzzy Systems, Vol 9, No 2, April 369 40 Hsu, Ya C (2001), A Fuzzy Adaptive Variable Structure Controller with Applications to Robot Manipulators, IEEE transaction on system, man, and cybernetics, part B, cybernetics vol 31, No 3, June 41 Ioannnou, Petros A., Jing Sun(1996) , Robust Adaptive Control, PTR Prentical, Hall Inc 42 Jezernik, Karel (2000) , Observer Based Sliding Mode Control of Robotic Manipulator, University of Maribor, Faculty of Technical Sciences Smetanova 17, 6, Maribor, Slovenia 43 Jezernik, Karel (2000) , Robust Chattering Free Sliding Mode Control of Servo Drivers, University of Maribor, Faculty of Electrical Engineering and Computer Science Smetanova 17, Maribor, Slovenia 44 Jian-Xin Xu (2000), Robust Learning Control for Robotic Manipulator with an extension to a class of non-linear systems, Int J Control, Vol 73 No 10, pp 858-870 45 Kachroo, Pushkin (1996), Chattering Reduction and Error Convergance in the Sliding Mode Control of s Class of Nonlinear Syatems, IEEE Transaction on Automation Control, Vol 41, No 7, July 46 Katsuhiko Ogata (1996), Modern Control Engineering, Prentical Hall International, Inc 47 Kazuo Tanaka, Hua O Wang(2001), Fuzzy Control Systems Design and Analisys, A Wiley-Interscience Publication, Jonh Wiley and Sons Inc 48 Keleher, P.G (2002), Adaptive terminal sliding mode control of a rigid robotic manipulator with uncertain dynamics incorporating inequalities, ANZIAM J 43 (E), pp E102-E153 constraint 49 Khalill, Hassan (2002), Nonlinear Control, Third edition, Prentical Hall Inc 50 Lanzon, A., Richards, R J (1999) , Trajectory/Force Control for Robotic Manipulators using Sliding Mode and Adaptive Control, Proceedings of the American Control Conference San Diego, California l June 51 Lei Hongli (2000), Sliding Mode Control of Nonlinear System Based on Neural Networks , Proccedings of the 3rd World Congress on Intelligent Control and Automation, June 28,July 2, Hefei, P.R China 52 Liu Hsu (1993), Variable Structure Adaptive Tracking Control of Robot Manipulators without Joint Velocity Measurement , IFAC World Congress , Sysney, Australia 53 Makoto Yokoyama (2001), A Model Following Sliding Mode Controller for Semi-Active Suspension Syatems with MR Dampers, Procceding of the American Control Conference, Arlington, VA June 25,27 54 Monsees, Govert (2002), Discrete-Time Sliding Mode Control, Delft University of Technology- Amsterdam, Nerthelands 55 Mrozek, Zbigniew (2001), Attempting sliding mode controller to mobile robot arc welding process, paper presented on III Krajowa Konf Metody i Systemy Komputerowe ed R.Tadeusiewicz, A.Lig_za, M.Szymkat Kraków, Nov.19,21, pp 369-373 56 Norrlof, Mikael (2000), Ietrative Learning Control Analysis, Design and Experiments,Linus & Linea AB, Linkoping, Sweden Pub ISBN 91,7219,837,0 57 Ordonez, Raul (2001), Adaptive Control for a Class of Nonlinear Systems with a Time-Varying Structure, IEEE Transactions on Automatic Control, Vol 46, No 1, January 58 Oya, Masahiro (2004), State observer-based robust control scheme for electrically driven robot manipulators, IEEE Transactions on robotics , Vol 20, No 4, August 59 Perruquetti, Wilfrid (2002), Sliding Mode Control in Engineering, Marcel Dekker Inc 60 Richard, P P (1982), Robot Manipulator, MIT, USA 61 Rojko, Andreja (2000), Adaptive Fuzzy Sliding Mode motion Control of Robot Manipulator 62 Sastry, S., Bodson, M (1989), Adaptive Control, Prentice Hall Inc 63 Seneviratne, L D (1993), Combined Adaptive Control Of Constrained Robot Manipulators, IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems Yokohama Japan July 26-30 64 Setiawan, Tedy (2000), Design Nonlinear Systems with Sliding Mode Control, Proceedings of the Sixth AEESEAP Triennial Conference Kuta, Bali, Indonesia, August 23 – 25 65 Shengping, Li (2000), Optimal Robust Tracking Control Design by TwoDegree Compensation Scheme, Procceding of 3rd Asian Control Conference July 4,7, Shanghai 66 Singh, G.C (2004), Guaranteed performance in reaching mode of sliding mode controlled systems, Shadana, Vol 29, Part 1, February, pp 129-141 Printed in India 67 Somlo, J., Cat Pham Thuong (1998), Advance Robot Control, 68 Spong, Mark W (1989), Robot Dynamics and Control, John Wiley & Sons 69 Stepanenko, Yury (1998), Variable structure control of robotic manipulator with PID sliding surfaces, International Jurnal of robust and nonlinear control, vol 8, pp.79-90 70 Stewart, G.W (1973), Introduction matrix computing, Akademic Press Inc 71 Sun, Fuchun (1999), Stable Adaptive Control for Robot Trajectory Tracking Using Dynamic Neural Networks, Machine Intelligent & Robotic Control, Vol 1, No 2, 71-78pp 72 Surugu Arimoto (1996), Control Theory of Non-linear Mechanical Systems,Clarendon Press, Oxford 73 Tang, Weiming (2001), A modified fuzzy PI controller for a flexible joint robot arm with uncertainties, Fuzzy Sets and Sytems 118, pp 109-119 74 Tokat, S (2002), Sliding surface slope adjustment in fuzzy sliding mode controllers, Procceding of the 10th Mediteranean Conference on Control and Automation, MED2002 Lisbon, july 9-12 75 Tokat, S (2003), New approaches for on-line tuning of the linear sliding surface slope in sliding mode controller, Turk J Elec Engin, vol 11, No.1 Tubitak 76 Tseng, C.S (2001), Multiobjective PID control design in uncertain robotic systems using neural networrk elimitation scheme, IEEE transaction on system, man, and cybernetics, part A, systems and humans, vol 31, no 6, november 77 Utkin, V (1978), Sliding Modes and Their Application in Variable Structure Systems, Mir Publishes Moscow 78 Utkin, V., Jurgen Guldner, Jingxin Shi (1999), Sliding Mode Control in ElectroMechanical Systems, Taylor and Francis Ltd, Inc 79 Verhulst, Ferdinand (2000), Nonlinear Differential Equations and Dynamical Systems, Sercond edition by Springer Verlag Berlin Heidelderg NewYork 80 Wang, J (2000), Adaptive Fuzzy Sliding Mode Control of a Class of Nonlinear Systems, Proccedings of the 3rd Asian Control Conference July 4,7, Shanghai 81 Wang,Yinsong (2000), Adaptive Inverse-Compensation Control of SISO System with Unknown Dead,Zone and Its Application, Procceding of the 3rd Asian Control Conference, July 4,7, Shanghai 82 Wong, C (1998), Parameter selection in the sliding mode control design using genetic algorithms, Tamkang Journal of Science and Engineering Vol 1, No 2, pp 115-122 83 Wook, Chang (2002), Design of robust fuzzy,model,based controller with sliding mode control for SISO nonlinear systems, Fuzzy Sets and Systems 125, pp 1–22 84 Xiao,Yun Lu (1997), Dynamic Sliding Mode Control for Nonlinear Systems: Stability Analysis, Control Systems Research, Department of Engineering University of Leicester LE1 7RH, U.K 85 Ya,Chen Hsu (2001), A Fuzzy Adaptive Variable Structure Controller with Applications to Robot Manipulators, IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics, PART B: Cybernetics, Vol 31, No 3, June 86 Yeon, Wook Choe (2000), Robust position control of a flexible Arm using mixer H2/H∞ control, Procceding of the 3rd Asian control conference, Junly 4-7, Shanghai 87 Yingjie, Yin (2000), Adaptive robust control for robot manipulator with H∞ performance, Procceding of the 3rd Asian Control Conference, July 4,7, Shanghai 88 Yon, Ping Chen (1999) , Sliding Mode Force Control of Manipulators , Proc Natl Sci Counc Roc(A), Vol 23, No 2, pp 281-288 89 Young, K David (1999), A Control Engineer’s Guide to Sliding Mode Control, IEEE Transaction on Control Systems Technology, Vol 7, No 3, May 1999 90 Yu,Feng Li (2001), HighPrecision MotionControl Based on a Discrete-time Sliding Mode, Doctoral Thesis Mechatronics Lab Department of Machine Design Royal Institute of Technology, KTH, S,100 44 Stockholm Sweden 91 Yun, Li (1995), Design of SISO sliding mode control systems using genetic algorithms, Procceding of the 3rd Asian Control Conference, July 4,7, Shanghai 92 Zhao, Lu (2000) , On Robust Control of Uncertain Chaotic Systems: A Sliding,Mode Synthesis via Chaotic Optimization , Department of Electrical and Computer Engineering University of Houston, Houston, TX 77204 ,4005, USA 93 Zilouchian, Ali (2001), Intelligent Contrl Systems using Soft Computing Methodologies, CRC Press LLC Washington D.C CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc - XÁC NHẬN SỮA CHỮA LUẬN ÁN Kính gửi: - Viện đào tạo sau đại học – Trường ĐHBK Hà Nội - Chủ tịch hội đồng chấm luận án tiến sĩ cấp nhà nước Sau bảo vệ luận án trước Hội đồng chấm luận án tiến sĩ cấp Nhà nước, tập thể hướng dẫn nghiên cứu sinh nghiêm túc lĩnh hội ý kiến người phản biện thành viên Hội đồng Nghiên cứu sinh tiến hành sữa chữa lại luận án theo ý kiến đóng góp Nay luận án sửa hoàn chỉnh, nghiên cứu sinh tập thể hướng dẫn kính đề nghị Chủ tịch hội đồng chấm luận án tiến sĩ cấp nhà nước xác nhận vấn đề sữa chữa, để nghiên cứu sinh nộp luận án lên Viện đào tạo sau đại học – Trường ĐHBK Hà Nội tiếp tục hoàn thành thủ tục cịn lại khóa học Xin chân thành cảm ơn! Xác nhận tập thể hướng dẫn PGS TS Đoàn Quang Vinh Xác nhận Chủ tịch hội đồng chấm luận án tiến sĩ cấp nhà nước GS TS Nguyễn Trọng Thuần ... phương pháp khác điều khiển mờ(FC), điều khiển trượt (SMC) thuộc nhóm điều khiển bền vững Trong số SMC ý nghiên cứu 30 ứng dụng điều khiển chuyển động tay máy Để thiết kế điều khiển cho hệ ĐKCĐ, người... loại: mơ hình điều khiển hệ số khuếch đại, điều khiển theo mơ hình mẫu, điều khiển thích nghi tự chỉnh, điều khiển thích nghi kép 1.1.3.3: Một số nghiên cứu điều khiển bền vững cho tay máy Những... động lực học tay máy cứng Luận án nghiên cứu động lực chế tạo tay máy, mà sử dụng tay máy kết có để nghiên cứu điều khiển Tuy nhiên, cấu trúc hình học hệ điều khiển chuyển động tay máy nhiều bậc