THÔNG TIN TÀI LIỆU
Nội dung thực hành robot di động phần mềm Matlab Bài 1: Cho Robot di động dạng vi sai: a =20cm; r=3cm; a) Tính vận tốc dài vận tốc góc thời điểm phi=30độ vận tốc góc bánh xe: theta_r=3 rad/s, theta_l=2rad/s; Vận tốc dài: Vận tốc góc: b) Tính vận tốc góc hai bánh xe thời điểm phi=40 độ, xQ_cham=4cm/s; yQ_cham=3cm/s, phi_cham=10rad/s function [vQ,phi_cham] = dong_hoc_thuan_mobile_robot_visai(a,r,theta_r,theta_l,phi) %%== Dong hoc thuan J=[r*cos(phi)/2 r*cos(phi)/2;r*sin(phi)/2 r*sin(phi)/2;r/ (2*a) -r/(2*a)]; theta=[theta_r;theta_l]; p_cham=J*theta; vQ=sqrt(p_cham(1,:)^2+p_cham(2,:)^2) phi_cham=p_cham(3,:) end function [q_cham]=dong_hoc_nghich_mobile_robot_visai(a,r, xQ_cham, yQ_cham, phi_cham, phi) %%=== Dong hoc nghich p_cham=[xQ_cham;yQ_cham;phi_cham]; J=[r*cos(phi)/2 r*cos(phi)/2;r*sin(phi)/2 r*sin(phi)/2;r/ (2*a) -r/(2*a)]; J_s=((J'*J)^-1)*J'; q_cham=J_s*p_cham; theta_r=q_cham(1,:); theta_l=q_cham(2,:); end Bài 2: Bài tập: Có ba đường khác dẫn đến mục tiêu Các robot di động chọn đường dẫn lần 10 trường hợp, đường dẫn thứ 10 trường hợp, đường dẫn thứ trường hợp Có 5%, 10%, 8% khả gặp chướng ngại vật đường thứ nhất, thứ thứ a)Xác định xác suất để robot gặp chướng ngại vật mục tiêu b) Nếu robot gặp chướng ngại vật xác suất xảy đường thứ bao nhiêu? % p(A) = [P(A1), P(A2), P(A3)] p_A = [0.7 0.1 0.2] % p(B|A) = [P(B|A1), P(B|A2), P(B|A3)] p_BA = [0.05 0.1 0.08] P_B = p_BA*p_A' % path: p(A|B) = [P(A1|B), P(A2|B), P(A3|B)] p_AB = (p_BA.*p_A)./P_B Bài 3: Phân rã ô theo phương pháp Triangulation phương pháp mà môi trường tách thành hình tam giác % vat can o = 1000*[0.0149, 0.0693; 1.6228, 0.0679; 1.6241, 1.0867; 0.0112, 1.0854]; o1 = 1000*[0.4263, 0.4569; 0.6144, 0.6857; 0.3097, 0.9414; 0.1190, 0.7126]; o2 = 1000*[0.8151, 0.2079; 1.0885, 0.3008; 0.9644, 0.6574; 0.8753, 0.6278; 0.9706, 0.3573; 0.7838, 0.2927]; o3 = 1000*[1.3319, 0.4865; 1.4723, 0.5659; 1.3845, 0.7112]; obstacles = {flipud(o), o1, o2, o3}; % tach tam giac points = cell2mat(obstacles(:)); dt = delaunayTriangulation(points); triplot(dt, 'b-'); axis equal tight; Bài 2: Động lực học Lagrange robot di động dạng vi sai: Động năng: I K = m / 2( x + y ) + φ 2 Giả thiết robot di chuyển mặt phẳng năng: I 2 φ P =0; L = K − P1 = m / 2( x + y ) + Ma sát bỏ qua P = => d ∂L d ∂L d ∂L = mx; = my; = Iφ dt ∂x dt ∂y dt ∂φ ∂L ∂L ∂L = 0; = 0; =0 ∂x ∂y ∂φ mx − λ1 sin φ − (τ r + τ l ) cos φ = r => my + λ2 cos φ − r (τ r + τ l ) sin φ = 2a Iφ − (τ r − τ l ) = r + M T (q)λ = Eτ D(q)q xQ m 0 cos φ τ r 1 q = yQ ; τ = ; D(q) = m 0 ; E = sin φ r τ l φ 0 I 2a D(q) v + C(q, q ) v + g (q) = Eτ cos φ sin φ ; M (q) = [ − sin φ − 2a cos φ 0] m 0 11 D = B T DB = E= ; r 2a − 2a 0 I => Phương trình động lực học robot di động kiểu vi sai: τ r v = mr (τ r + τ l ) m 0 v1 I v = 2a − 2a τ ⇒ r l ω = 2a (τ r − τ l ) Ir Yêu cầu: Sử dụng matlab tính tốn mơ men xoắn cần thiết để robot di động kiểu vi sai di dọc theo quỹ đạo tham chiếu: xr=1.2+0.6sin(2pi/30*t), yr=0.8+0.7sin(4pi/30*t) Thông số robot: m=0.75kg, I=0.001kgm2, a=0.075m, r=0.025m Ts = 0.033; t = 0:Ts:30; freq=2*pi/30; xR= 1.2 + 0.6*sin(freq*t); yR = 0.8 + 0.7*sin(2*freq*t); dxR = freq*0.6*cos(freq*t); dyR = 2*freq*0.7*cos(2*freq*t); ddxR =-freq^2*0.6*sin(freq*t); ddyR =-4*freq^2*0.7*sin(2*freq*t); dddxR =-freq^3*0.7*cos(freq*t); dddyR =8*freq^3*0.7*cos(2*freq*t); qR = [xR; yR; atan2(dyR, dxR)] vR = sqrt(dxR.^2+dyR.^2); wR = (dxR.*ddyR-dyR.*ddxR)./(dxR.^2+dyR.^2); dvR = (dxR.*ddxR+dyR.*ddyR)./vR; dwR = (dxR.*dddyR-dyR.*dddxR)./vR.^2 - 2.*wR.*dvR./vR; q = [qR(:,1); vR(1); wR(2)]; m = 0.75; J = 0.001;a = 0.075; r = 0.025; for k = 1:length(t) v = vR(k); w = wR (k); dv = dvR(k); dw = dwR(k); tongtau=m*r*dvR; hieutau=dwR*I*r/(2*a); tau = [(tongtau+hieutau)/2; (tongtau-hieutau)/2] end /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// NỘI DUNG SINH VIÊN TỰ CODE Câu 1.: Cho mơ hình robot di động bánh xe vi sai hình có: 2a chiều rộng robot; b khoảng cách từ điểm hai bánh xe Q đến trọng tâm G robot; φ góc định hướng robot; θ&r , θ& l vận tốc góc bánh xe bên phải bên trái; vr , vl vận tốc dài bánh xe bên phải bên trái; vQ vận tốc robot; hai bánh xe chủ động có bán kính r Hình Giả thiết robot di chuyển mặt phẳng xoy, bánh xe robot lăn không trượt mặt phẳng chuyển động, vận tốc vr > vl Cho a =b=20cm; r=3cm; Yêu cầu: a) Thiết lập phương trình động học thuận robot b) Tính vận tốc dài vận tốc góc thời điểm phi=30độ vận tốc góc bánh xe: theta_r=3 rad/s, theta_l=2rad/s; c) Xác định khoảng cách từ tâm quay tức thời tới trọng tâm G robot d) Tính vận tốc góc hai bánh xe thời điểm phi=40 độ, xQ_cham=4cm/s; yQ_cham=3cm/s, phi_cham=10rad/s e) Tính tốn mơ men xoắn cần thiết để robot di động kiểu vi sai di dọc theo quỹ đạo tham chiếu: xr=1.2+0.6sin(2pi/30*t), yr=0.8+0.7sin(4pi/30*t) Thông số robot: m=0.75kg, I=0.001kgm2 HƯỚNG DẪN BÁO CÁO Câu 1: a)Viết phương trình động học thuận robot: b) Code matlab function[vQ,phi_cham]=dong_hoc_thuan_mobile_robot_visai(a,r,theta_r,theta_l,phi) a= 0.2; r=0.03 ; theta_r=3 ; theta_l=2; phi= pi/6 %%== Dong hoc thuan J=[r*cos(phi)/2 r*cos(phi)/2;r*sin(phi)/2 r*sin(phi)/2;r/(2*a) -r/(2*a)]; theta=[theta_r;theta_l]; p_cham=J*theta; vQ=sqrt(p_cham(1,:)^2+p_cham(2,:)^2) phi_cham=p_cham(3,:) end Kết tính tốn >> bai_1b phi = 0.5236 vQ = 0.0750 phi_cham = 0.0750 ans = 0.0750 c) Code matlab theta_r=3; theta_l=2; a=0.2; b=0.2; R=a*((theta_r+theta_l)/(theta_r-theta_l)); IccG=sqrt(R^2+b^2) Kết tính tốn >> khoang_cach IccG = 1.0198 d) Code matlab a=0.2; r=0.03; xQ_cham=0.04; yQ_cham=0.03; phi_cham=10; phi=2*pi/9 p_cham=[xQ_cham;yQ_cham;phi_cham]; J=[r*cos(phi)/2 r*cos(phi)/2;r*sin(phi)/2 r*sin(phi)/2;r/(2*a) -r/(2*a)]; J_s=((J'*J)^-1)*J'; q_cham=J_s*p_cham; theta_r=q_cham(1,:) theta_l=q_cham(2,:) Kết tính toán >> bai_1d phi = 0.6981 theta_r = 68.3308 theta_l = -65.0025 >> e) Phương trình động lực học robot Code matlab Ts=0.034; t=0:Ts:30; freq=2*pi/30; xR=1.2+0.6*sin(freq*t);yR=0.8+0.7*sin(2*freq*t); dxR=freq*0.6*cos(freq*t);dyR=freq*0.7*2*cos(2*freq*t); ddxR=-freq^2*0.6*sin(freq*t);ddyR=-4*freq^2*0.7*sin(2*freq*t); dddxR=-freq^3*0.6*cos(freq*t);dddyR=-8*freq^3*0.7*cos(2*freq*t); qR=[xR;yR;atan2(dyR,dxR)] vR=sqrt(dxR.^2+dyR.^2); wR=(dxR.*ddyR+dyR.*ddyR)./(dxR.^2+dyR.^2); dvR=(dxR.*ddxR+dyR.*ddyR)./vR; dwR=(dxR.*dddyR-dyR.*dddxR)./vR.^2-2.*wR.*dvR./vR; q=[qR(:,1);vR(1);wR(2)]; m=0.75;I=0.001;a=0.2;r=0.03; for k=1:length(t) v=vR(k);w=wR(k);dv=dvR(k);dw=dwR(k); tongtau=m*r*dvR; hieutau=dwR*I*r/(2*a); tau=[(tongtau+hieutau)/2;(tongtau-hieutau)/2] end Kết tính tốn Columns 793 through 798 0.0009 0.0009 0.0009 0.0010 0.0010 0.0010 0.0010 0.0011 0.0011 0.0011 0.0011 0.0011 /////////////////////////////// Câu Cho mô hình robot di động ba bánh dẫn động bánh trước hình có: φ góc định hướng robot, ψ góc lái robot; θ&w = ωw vận tốc góc bánh lái; 2a chiều rộng robot; D khoảng cách bánh xe trước bánh xe sau robot; bánh lái có bán kính r Hình Giả thiết robot di chuyển mặt phẳng xoy, bánh xe robot lăn không trượt mặt phẳng chuyển động Cho: D = 0, 2m ; ψ = 30° Yêu cầu: a) Thiết lập phương trình động học thuận robot b) Tính vận tốc dài vận tốc góc thời (SV tự cho số liệu) c) Xác định khoảng cách R từ tâm quay tức thời ICC tới điểm hai bánh sau Q robot d) Tính tốn mơ men xoắn cần thiết để robot di động di chuyển theo quỹ đạo tham chiếu: xr=1.2+0.6sin(2pi/30*t), yr=0.8+0.7sin(4pi/30*t) Thông số robot: m=0.75kg, I=0.001kgm2 HƯỚNG DẪN BÁO CÁO a) Viết phương trình động học thuận robot: b) Code matlab function [vQ,phi_cham] = dong_hoc_thuan_mobile_robot_3banh(a,r,D,psi) a=0.3; r=0.02; D=0.2; psi=30*pi/180; theta_cham=psi; %%== Dong hoc thuan J=[r*cos(psi)*cos(theta_cham) 0; r*cos(psi)*sin(theta_cham) 0; (r/D)*(sin(psi)) 0; 1;]; Vw=r*theta_cham; v=Vw*cos(psi) phi_cham=J(3,:)*theta_cham end Kết tính tốn c) Code matlab %%== khoang cach R=D*tan(pi/2-psi) Kết tính tốn d) Phương trình động lực học robot Code matlab %% dong luc hoc Ts=0.04; t=0:Ts:30; fe=2*pi/30; xR=1.2+0.6*sin(fe*t);yR=0.8+0.7*sin(2*fe*t); vR=sqrt(diff(xR).^2+diff(yR).^2); dvR=diff(vR); m=0.75;I=0.001; for k=1:length(t) tau=2*a*r*m*dvR end Kết tính toán ... matlab function [vQ,phi_cham] = dong_hoc_thuan_mobile_robot_3banh(a,r,D,psi) a=0.3; r=0.02; D=0.2; psi=30*pi/180; theta_cham=psi; %%== Dong hoc thuan J=[r*cos(psi)*cos(theta_cham) 0; r*cos(psi)*sin(theta_cham)... tam giac points = cell2mat(obstacles(:)); dt = delaunayTriangulation(points); triplot(dt, 'b-'); axis equal tight; Bài 2: Động lực học Lagrange robot di động dạng vi sai: Động năng: I K = m / 2(... matlab function[vQ,phi_cham]=dong_hoc_thuan_mobile_robot_visai(a,r,theta_r,theta_l,phi) a= 0.2; r=0.03 ; theta_r=3 ; theta_l=2; phi= pi/6 %%== Dong hoc thuan J=[r*cos(phi)/2 r*cos(phi)/2;r*sin(phi)/2
Ngày đăng: 08/12/2021, 09:38
Xem thêm: