Nghiên cứu và ứng dụng bộ điều khiển mờ cho hệ thống điều khiển chuyển động cánh tay robot trong mặt phẳng theo quỹ đạo được nhận dạng trước

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP - LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ CHO HỆ ĐIỀU KHIỂN CHUYỂN ĐỘNG CÁNH TAY ROBOT TRONG MẶT PHẲNG THEO QUỸ ĐẠO ĐƢỢC NHẬN DẠNG TRƢỚC Ngành : TỰ ĐỘNG HÓA Mã số : 605260 Học Viên: HÀ XUÂN VINH Cán HDKH : PGS.TS NGUYỄN NHƢ HIỂN THÁI NGUYÊN - 2010 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐHKT CÔNG NGHIỆP ***** CỘNG HÕA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGÀNH: TỰ ĐỘNG HÓA TÊN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ CHO HỆ ĐIỀU KHIỂN CHUYỂN ĐỘNG CÁNH TAY ROBOT TRONG MẶT PHẲNG THEO QUỸ ĐẠO ĐƢỢC NHẬN DẠNG TRƢỚC Học viên : Hà Xuân Vinh Lớp : Cao học K11-TĐH Cán HDKH: PGS.TS Nguyễn Nhƣ Hiển CÁN BỘ HƢỚNG DẪN KHOA HỌC HỌC VIÊN PGS.TS Nguyễn Nhƣ Hiển Hà Xuân Vinh BAN GIÁM HIỆU KHOA SAU ĐẠI HỌC Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn cơng trình tơi tự làm nghiên cứu, luận văn có sử dụng số tài liệu tham khảo nhƣ nêu phần tài liệu tham khảo Tác giả luận văn Hà Xuân Vinh Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .3 MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ .9 MỞ ĐẦU 13 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ROBOT VÀ ĐIỀU KHIỂN MỞ 15 1.1 Tổng quan Robot 15 1.1.1 Lịch sử phát triển 15 1.1.2 Hệ truyền động Robot 16 1.1.2.1 Truyền động điện 16 1.1.2.2 Truyền động khí nén thuỷ lực 17 1.1.3 Vần đề điều khiển cánh tay Robot 17 1.1.3.1 Khái quát 17 1.1.3.2 Vấn đề điều khiển cánh tay Robot 18 1.1.3.3 Động học cánh tay Robot 2DOF 20 1.2 Giới thiệu lý thuyết điều khiển logic mờ 23 1.2.1 Lịch sử phát triển Logic mờ 23 1.2.2 Bộ điều khiển mờ lý tƣởng 24 1.2.3 Điều khiển mờ 25 1.2.3.1 Khối mờ hóa 26 1.2.3.2 Khối hợp thành 26 1.2.3.3 Khối luật mờ 27 1.2.3.4 Khối giải mờ 27 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 1.2.4 Tính ổn định hệ điều khiển mờ 29 1.2.4.1 Những điểm cần lƣu ý 29 1.2.4.2 Khảo sát tính ổn định hệ mờ 31 1.2.5 Tối ƣu 33 1.2.6 Kết luận điều khiển mờ 33 1.2.6.1 Ƣu điểm 33 1.2.6.2 Khuyết điểm 34 CHƢƠNG 2: THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ CHỈNH ĐỊNH BỘ THAM SỐ PID ĐỂ ĐIỀU KHIỂN CHUYỂN ĐỘNG ROBOT TRONG MẶT PHẲNG THEO QUỸ ĐẠO ĐƢỢC NHẬN DẠNG TRƢỚC 35 2.1 Khái quát 35 2.2 Tổng hợp điều chỉnh vị trí PID cho động điện chiều 36 2.2.1 Các thông số ban đầu 36 2.2.1.1 Động điện chiều 36 2.2.1.2 Bộ chỉnh lƣu 39 2.2.1.3 Biến dòng: 40 2.2.1.4 Máy phát tốc: 40 2.2.1.5 Cảm biến vị trí: 40 2.2.2 Tổng hợp mạch vòng điều chỉnh dòng (RI): 41 2.2.3 Tổng hợp mạch vòng điều chỉnh tốc độ ( R ): 45 2.2.4 Tổng hợp mạch vòng điều chỉnh vị trí ( R ) 47 2.2.5 Tính phi tuyến điều khiển vị trí 51 2.3 Xây dựng điều khiển mờ chỉnh định tham số điều khiển PID để điều chỉnh vị trí cho cánh tay Robot 2DOF 53 2.3.1 Đặt vấn đề 53 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 2.3.2 Bộ điều khiển mờ chỉnh định tham số điều khiển PID 54 2.3.3 Tổng hợp mơ hình điều khiển mờ chỉnh định tham số PD 56 2.3.3.1 Biến ngôn ngữ miền giá trị 58 2.3.3.2 Xác định hàm liên thuộc (membership function) 59 2.3.3.3 Xây dựng luật điều khiển 62 2.3.3.4 Luật hợp thành 64 2.4 Kết luận Chƣơng 65 CHƢƠNG : MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG HỆ THỐNG 66 3.1 Mô hệ thống điều khiển chuyển động cánh tay Robot sử dụng điều chỉnh PID 66 3.1.1 Mơ hình simulink hệ thống điều khiển chuyển động cánh tay Robot sử dụng điều chỉnh PID 66 3.1.2 Kết mô điều khiển vị trí cánh tay Robot dùng hiệu chỉnh PID(với trƣờng hợp khối lƣợng tải Mt=0; moment quán tính tải Jt=0) 68 3.2 Mô hệ thống điều khiển chuyển động cánh tay Robot sử dụng chỉnh định mờ tham số điều khiển PD 74 3.2.1 Mơ hình simulink hệ thống điều khiển chuyển động cánh tay Robot sử dụng chỉnh định mờ tham số điều khiển PD 74 3.2.2 Kết mơ điều khiển vị trí cánh tay Robot dùng chỉnh định mờ tham số điều khiển PD(với trƣờng hợp khối lƣợng tải Mt=0; moment quán tính tải Jt=0) 75 3.3 So sánh quỹ đạo PID Chỉnh định mờ tham số điều khiển PD 81 3.3.1 Trƣờng hợp Mt = 81 3.3.2 Trƣờng hợp Mt = 83 3.3.3 Trƣờng hợp Mt=3 86 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 91 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 1.Kết luận 91 Kiến nghị 91 TÀI LIỆU THAM KHẢO 92 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Dịch chuyển theo quĩ đạo theo điểm đến điểm cánh tay robot .19 Bảng 1.2: Thông số vật lý cánh tay robot 2DOF 20 Bảng 2.1: Các thông số động điện chiều 37 Bảng 2.2: Luật điều khiển Hesokp 62 Bảng 2.3: Luật điều khiển Hesokd 62 Bảng 2.4: Luật điều khiển xây dựng MATLAB 64 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1: Sơ đồ minh hoạ cánh tay robot n khâu 18 Hình 1.2: Sơ đồ cánh tay robot 2DOF 19 Bảng 1.2: Thông số vật lý cánh tay robot 2DOF 20 Hình 1.3: Sơ đồ khối chức điều khiển mờ 26 Hình 1.4: Sơ đồ xác đị nh trung bì nh tâm 29 Hình 2.1: Sơ đồ thay động điện chiều kích từ độc lập 36 Hình 2.2: Cấu trúc động điện chiều từ thông khơng đổi 39 Hình 2.3 Sơ đồ khối mạch chỉnh lƣu có điều khiển 39 Hình 2.4: Sơ đồ mạch vòng điều chỉnh dòng điện 41 Hình 2.5 42 Hình 2.6: Sơ đồ cấu trúc hệ điều chỉnh vị trí 44 Hình 2.7 45 Hình 48 Hình 49 Hình 2.10: Sơ đồ cấu trúc hệ điều chỉnh vị trí 51 Hình 2.11 Quan hệ   52 Hình 2.12: Phƣơng pháp chỉnh định mờ tham số điều khiển PID 55 Hình 2.13: Bên chỉnh định mờ 56 Hình 2.14: Sơ đồ điều khiển mờ 56 Hình 2.15: Cấu trúc chỉnh định mờ khớp 57 Hình 2.16: Cấu trúc chỉnh định mờ khớp 57 Hình 2.17: Mơ hình rời rạc hóa hàm liên thuộc trapmf biến et, det 59 Hình 2.18: Mơ hình hàm liên thuộc trapmf biến Hesokp , Hesokd 60 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 10 Hình 2.19: Xác định tập mờ cho biến vào et 60 Hình 2.20: Xác định tập mờ cho biến vào det 61 Hình 2.21: Xác định tập mờ cho biến Hesokp 61 Hình 2.22: Xác định tập mờ cho biến Hesokd 62 Hình 3.1: Mơ hình hệ thống sử dụng điều khiển PID 66 Hình 3.2 : Mơ hình khối điều khiển dòng điện tốc độ động 66 Hình 3.3: Mơ hình khối điều khiển dịng điện tốc độ động 67 Hình 3.4: Mơ hình khối subsystem1 67 Hình 3.5: Mơ hình khối subsystem2 67 Hình 3.6: Mơ hình khâu phản hồi vị trí 67 Hình 3.7: Mơ hình khâu phản hồi vị trí 67 Hình 3.8: Mơ hình Robot 2DOF 68 Hình 3.9: Đồ thị quỹ đạo đặt quỹ đạo thực Robot dùng PID 68 Hình 3.10: Đồ thị sai lệch quỹ đạo dùng PID 69 Hình 3.11: So sánh quỹ đạo góc đặt quỹ đạo góc khớp 70 Hình 3.12: Sai lệch góc khớp 70 Hình 3.13: Tốc độ sai lệch góc khớp 70 Hình 3.14: Dịng điện Động 71 Hình 3.15: Tốc độ Động 71 Hình 3.16: Moment khớp 71 Hình 3.17: So sánh quỹ đạo góc đặt quỹ đạo góc khớp 72 Hình 3.18: Sai lệch quỹ đạo góc khớp 72 Hình 3.19: Tốc độ sai lệch quỹ đạo góc khớp 72 Hình 3.20: Dịng điện Động 73 Hình 3.21: Tốc độ Động 73 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 78 * Dòng điện, tốc độ moment khớp1: Dong DC1 70 Dong dien [Ampe] 60 50 40 30 20 10 0 10 12 14 16 18 20 Thoi gian [s] Hình 3.33: Dịng điện Động Toc DC1 60 40 Toc [Rad/s] 20 -20 -40 -60 -80 10 12 14 16 18 20 Thoi gian [s] Hình 3.34: Tốc độ Động Moment khop 16 15 Moment [kg.m2] 14 13 12 11 10 6 10 12 14 16 18 20 Thoi gian [s] Hình 3.35: Moment khớp Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 79 * Quỹ đạo góc , sai lệch quỹ đạo góc sai lệch tốc độ góc khớp2: Do thi goc quay khop Tin hieu goc quay dat Tin hieu goc quay thuc 2.5 goc quay [rad] 1.5 0.5 -0.5 10 12 14 16 18 20 Thoi gian [s] Hình 3.36: Đồ thị so sánh quỹ đạo góc đặt quỹ đạo góc khớp 0.06 0.04 Sai lech q2 0.02 -0.02 -0.04 -0.06 10 12 14 16 18 20 Thoi gian t Hình 3.37: Sai lệch quỹ đạo góc khớp 0.4 Toc sai lech goc de2 0.3 0.2 0.1 -0.1 -0.2 -0.3 -0.4 10 12 14 16 18 20 Thoi gian t Hình 3.38: Tốc độ sai lệch quỹ đạo góc khớp Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 80 * Dòng điện, tốc độ moment khớp2: Dong DC2 12 10 Dong dien [Ampe] -2 -4 -6 10 12 14 16 18 20 Thoi gian [s] Hình 3.39: Dịng điện Động Toc DC2 40 30 Toc [Rad/s] 20 10 -10 -20 -30 10 12 14 16 18 20 Thoi gian [s] Hình 3.40: Tốc độ Động Moment khop 2 1.5 Moment [kg.m2] 0.5 -0.5 -1 -1.5 10 12 14 16 18 20 Thoi gian [s] Hình 3.41: Moment khớp Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 81 3.3 So sánh quỹ đạo PID Chỉnh định mờ tham số điều khiển PD 3.3.1 Trƣờng hợp Mt = a Sai lệch quỹ đạo cánh tay Robot Do thi sai lech quy dao Robot 0.03 Sai lech quy dao PID Sai lech quy dao FUZZY sai lech quy dao[m] 0.025 0.02 0.015 0.01 0.005 0 10 12 14 16 18 20 Thoi gian [s] Hình 3.42: Sai lệch quỹ đạo dùng PID Fuzzy b Sai lệch góc quay hai khớp cánh tay Robot Do thi goc quay khop 0.1 Tin hieu goc quay dat Tin hieu goc quay thuc PID Tin hieu goc quay thuc Fuzzy goc quay [rad] -0.1 -0.2 -0.3 -0.4 -0.5 -0.6 10 12 14 16 18 20 Thoi gian [s] Hình 3.43: Đồ thị góc quay khớp giá trị đặt, PID Fuzzy Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 82 Do thi goc quay khop 2.5 goc quay [rad] 1.5 0.5 Tin hieu goc quay dat Tin hieu goc quay thuc PID Tin hieu goc quay thuc Fuzzy -0.5 10 12 14 16 18 20 Thoi gian [s] Hình 3.44: Đồ thị góc quay khớp giá trị đặt, PID Fuzzy Do thi sai lech goc quay khop 0.03 Sai lech q1 PID Sai lech q1 FUZZY goc sai lech [rad] 0.02 0.01 -0.01 -0.02 -0.03 -0.04 10 12 14 16 18 20 Thoi gian [s] Hình 3.45: Đồ thị sai lệch góc quay khớp PID Fuzzy Do thi sai lech goc quay khop 0.06 Sai lech q2 PID Sai lech q2 FUZZY goc sai lech [rad] 0.04 0.02 -0.02 -0.04 -0.06 10 12 14 16 18 20 Thoi gian [s] Hình 3.46: Đồ thị sai lệch góc quay khớp PID Fuzzy Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 83 c Sai lệch tốc độ góc quay hai khớp Do thi sai lech toc goc quay khop 0.3 Sai lech toc q1 PID Sai lech toc q1 FUZZY toc sai lech [rad] 0.2 0.1 -0.1 -0.2 -0.3 -0.4 10 12 14 16 18 20 Thoi gian [s] Hình 3.47: Đồ thị sai lệch tốc độ góc khớp PID Fuzzy Do thi sai lech toc goc quay khop 0.4 Sai lech toc q2 PID Sai lech toc q2 FUZZY 0.3 toc sai lech [rad] 0.2 0.1 -0.1 -0.2 -0.3 -0.4 10 12 14 16 18 20 Thoi gian [s] Hình 3.48: Đồ thị sai lệch tốc độ góc khớp PID Fuzzy 3.3.2 Trƣờng hợp Mt = a Sai lệch quỹ đạo cánh tay Robot Do thi sai lech quy dao Robot 0.04 Sai lech quy dao PID Sai lech quy dao FUZZY 0.035 sai lech quy dao[m] 0.03 0.025 0.02 0.015 0.01 0.005 0 10 12 14 16 18 20 Thoi gian [s] Hình 3.49: Đồ thị góc sai lệch quỹ đạo PID Fuzzy Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 84 Dựa vào đồ thị so sánh hai sai lệch quỹ đạo dùng PID dùng chỉnh định mờ tham số điều khiển PD, ta thấy độ sai lệch quỹ đạo hai trƣờng hợp gần Tuy nhiên biên độ dao động thời gian độ chỉnh định mờ giảm so với điều khiển PID b Sai lệch góc quay hai khớp cánh tay Robot Do thi goc quay khop 0.1 Tin hieu goc quay dat Tin hieu goc quay thuc PID Tin hieu goc quay thuc Fuzzy goc quay [rad] -0.1 -0.2 -0.3 -0.4 -0.5 -0.6 10 12 14 16 18 20 Thoi gian [s] Hình 3.50: Đồ thị góc quay khớp giá trị đặt, PID Fuzzy Do thi goc quay khop 2.5 goc quay [rad] 1.5 0.5 Tin hieu goc quay dat Tin hieu goc quay thuc PID Tin hieu goc quay thuc Fuzzy -0.5 10 12 14 16 18 20 Thoi gian [s] Hình 3.51: Đồ thị góc quay khớp giá trị đặt, PID Fuzzy Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 85 Do thi sai lech goc quay khop 0.04 Sai lech q1 PID Sai lech q1 FUZZY 0.03 goc sai lech [rad] 0.02 0.01 -0.01 -0.02 -0.03 -0.04 -0.05 10 12 14 16 18 20 Thoi gian [s] Hình 3.52: Đồ thị sai lệch góc quay khớp PID Fuzzy Do thi sai lech goc quay khop 0.08 Sai lech q2 PID Sai lech q2 FUZZY goc sai lech [rad] 0.06 0.04 0.02 -0.02 -0.04 -0.06 10 12 14 16 18 20 Thoi gian [s] Hình 3.53: Đồ thị sai lệch góc quay khớp PID Fuzzy Sai lệch góc hai khớp hai trƣờng hợp PID, chỉnh định mờ gần Biên độ dao động trƣờng hợp chỉnh định mờ nhỏ trƣờng hợp PID c Sai lệch tốc độ góc quay hai khớp Do thi sai lech toc goc quay khop 0.4 Sai lech toc q1 PID Sai lech toc q1 FUZZY 0.3 toc sai lech [rad] 0.2 0.1 -0.1 -0.2 -0.3 -0.4 10 12 14 16 18 20 Thoi gian [s] Hình 3.54: Đồ thị sai lệch tốc độ góc khớp PID Fuzzy Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 86 Do thi sai lech toc goc quay khop 0.5 Sai lech toc q2 PID Sai lech toc q2 FUZZY 0.4 toc sai lech [rad] 0.3 0.2 0.1 -0.1 -0.2 -0.3 -0.4 10 12 14 16 18 20 Thoi gian [s] Hình 3.55: Đồ thị sai lệch tốc độ góc khớp PID Fuzzy Trong hai đồ thị trên, ta thấy tốc độ sai lệch góc dùng chỉnh định mờ gần thời gian xác lập, dùng PID có sai lệch lớn tốc độ góc Điều có nghĩa tốc độ bám quỹ đạo dùng chỉnh định mờ tốt dùng PID 3.3.3 Trƣờng hợp Mt=3 a Sai lệch quỹ đạo cánh tay Robot Do thi sai lech quy dao Robot 0.06 Sai lech quy dao PID Sai lech quy dao FUZZY sai lech quy dao[m] 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 0 10 12 14 16 18 20 Thoi gian [s] Hình 3.56: Đồ thị sai lệch quỹ đạo PID Fuzzy Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 87 b Sai lệch góc quay hai khớp cánh tay Robot Do thi goc quay khop 0.1 Tin hieu goc quay dat Tin hieu goc quay thuc PID Tin hieu goc quay thuc Fuzzy goc quay [rad] -0.1 -0.2 -0.3 -0.4 -0.5 -0.6 10 12 14 16 18 20 Thoi gian [s] Hình 3.57: Đồ thị góc quay khớp giá trị đặt, PID Fuzzy Do thi goc quay khop 2.5 goc quay [rad] 1.5 0.5 Tin hieu goc quay dat Tin hieu goc quay thuc PID Tin hieu goc quay thuc Fuzzy -0.5 10 12 14 16 18 20 Thoi gian [s] Hình 3.58: Đồ thị góc quay khớp giá trị đặt, PID Fuzzy Do thi sai lech goc quay khop 0.08 Sai lech q1 PID Sai lech q1 FUZZY 0.06 goc sai lech [rad] 0.04 0.02 -0.02 -0.04 -0.06 -0.08 -0.1 10 12 14 16 18 20 Thoi gian [s] Hình 3.59: Đồ thị sai lệch góc quay khớp PID Fuzzy Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 88 Do thi sai lech goc quay khop 0.08 Sai lech q2 PID Sai lech q2 FUZZY goc sai lech [rad] 0.06 0.04 0.02 -0.02 -0.04 -0.06 10 12 14 16 18 20 Thoi gian [s] Hình 3.60: Đồ thị sai lệch góc quay khớp PID Fuzzy c Sai lệch tốc độ góc quay hai khớp Do thi sai lech toc goc quay khop 0.8 Sai lech toc q1 PID Sai lech toc q1 FUZZY 0.6 toc sai lech [rad] 0.4 0.2 -0.2 -0.4 -0.6 -0.8 10 12 14 16 18 20 Thoi gian [s] Hình 3.61: Đồ thị sai lệch tốc độ góc khớp PID Fuzzy Do thi sai lech toc goc quay khop 0.6 Sai lech toc q2 PID Sai lech toc q2 FUZZY 0.5 toc sai lech [rad] 0.4 0.3 0.2 0.1 -0.1 -0.2 -0.3 -0.4 10 12 14 16 18 20 Thoi gian [s] Hình 3.62: Đồ thị sai lệch tốc độ góc khớp PID Fuzzy Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 89 Trong trƣờng hợp khối lƣợng tải Mt tăng lên 3kg, ta thấy rõ tính ƣu việt chỉnh định mờ so với điều khiển PID tải tăng việc hạn chế biên độ dao động, tăng khả bám theo quỹ đạo Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 90 NHẬN XÉT: - Khi cánh tay chuyển động theo quỹ đạo, ta phải đƣa cánh tay Robot vị trí ban đầu Việc chọn vị trí ban đầu phải thích hợp để cấu không sinh lực cản lớn, momen cản lớn - Sai lệch tốc độ trình chuyển động cánh tay Robot so với tốc độ quỹ đạo đặt tốt (gần 0) so với dùng PID Biên độ dao động thời điểm độ sai lệch quỹ đạo đƣợc giảm - Khi chọn tập giá trị mờ luật điều khiển thích hợp luật điều khiển mờ giúp cho hệ đạt đƣợc độ xác cao, với giá trị đặt nhỏ - Hệ thống mô đƣợc xét trƣờng hợp cánh tay Robot mang phụ tải khác nhau, điều chứng tỏ tính bền vững cao hệ điều khiển Nhƣ hệ thống làm việc chế độ khơng tải có tải, điều khiển mờ chỉnh định tham số PID đảm bảo đƣợc chất lƣợng tĩnh động tốt dùng điều khiển PID kinh điển Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 91 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1.Kết luận - Trong luận văn nghiên cứu khảo sát cho số kết nhƣ sau: + Khảo sát tổng quan Robot , Điều khiển mờ q trình tính tốn đề cập đến thông số: Kp, Kd, Ki , momen qn tính, momen cản, quỹ đạo Robot Từ mô cho kết quả: Quỹ đạo, sai lệch quỹ đạo, sai lệch tốc độ, đáp ứng dòng điện, tốc độ, momen Với kết giúp cho việc khảo sát, đánh giá hiệu chỉnh nâng cao chất lƣợng hệ thống + Để nâng cao chất lƣợng cánh tay Robot chuyển động bám theo quỹ đạo mặt phẳng đƣợc nhận dạng trƣớc, luận văn nghiên cứu ứng dụng điều khiển mờ chỉnh định tham số điều khiển PID, với hệ thống điều khiển chất lƣợng bám theo quỹ đạo cánh tay Robot đƣợc nâng lên nhiều so với hệ điều khiển PID kinh điển: Làm giảm biên độ giao động thời điểm độ (nhƣ thời điểm bắt đầu chuyển động cánh tay, thời điểm cánh tay Robot thay đổi chiều chuyển động theo hƣớng di chuyển quỹ đạo), giảm sai lệch quỹ đạo thực so với quỹ đạo đặt (