Bài viết này là một bước cải tiến mới khi bộ điều khiển trượt chống rung kết hợp với mô phỏng PIL ứng dụng cho robot 5 bậc tự do VNR-T1. Bài viết sử dụng hệ số khuếch đại biến thiên theo hàm mũ trong luật điều khiển trượt để có thể hạn chế độ rung và giảm thời gian quá độ của toàn hệ một cách tốt hơn so với bộ điều khiển trượt cơ bản sử dụng hệ số khuếch đại là hằng số.
Giấy phép xuất số: 1003/GP-BTTT, ngày 06/7/2011 Giấy phép sửa đổi, bổ sung số: 293/GP-BTTTT ngày 03/06/2016 Bộ Thông n Truyền thông Mã chuẩn quốc tế số: 47/TTKHCN-ISSN, ngày 21/7/2011 Cục Thông n Khoa học Công nghệ Quốc gia In 2.000 bản, khổ 21 × 29,7cm, Công ty TNHH in Tre Xanh, cấp ngày 17/02/2011 TẠP CHÍ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Địa Tòa soạn: Trường Đại học Sao Đỏ Số 24, Thái Học 2, phường Sao Đỏ, thành phố Chí Linh, tỉnh Hải Dương Điện thoại: (0220) 3587213, Fax: (0220) 3882 921, Hotline: 0912 107858/0936 847980 Website: h p://tapchikhcn.saodo.edu.vn/Email: tapchikhcn@saodo.edu.vn Số (73) 2021 Địa chỉ: - Số 1: Số 24, Thái Học 2, phường Sao Đỏ, thành phố Chí Linh, tỉnh Hải Dương - Số 2: Số 72, đường Nguyễn Thái Học/Quốc lộ 37, phường Thái Học, thành phố Chí Linh, tỉnh Hải Dương - Điện thoại: (0220) 3882 269 Fax: (0220) 3882 921 Website: http://saodo.edu.vn Email: info@saodo.edu.vn SỐ (73) 2021 ISSN 1859-4190 2021 Số (73) Assoc.Prof.Dr.Sc Tran Hoai Linh Assoc.Prof.Dr Nguyen Quoc Cuong Assoc.Prof.Dr Nguyen Van Lien Prof.Dr.Sc Than Ngoc Hoan Prof.Dr.Sc Banh Tien Long Prof.Dr Tran Van Dich Prof.Dr Pham Minh Tuan Assoc.Prof.Dr Le Van Hoc Assoc.Prof.Dr Nguyen Doan Y Prof.Dr Dinh Van Son Assoc.Prof.Dr Tran Thi Ha Assoc.Prof.Dr Truong Thi Thuy Dr Vu Quang Thap Assoc.Prof.Dr Nguyen Thi Bat Prof.Dr Do Quang Khang Dr Bui Van Ngoc Assoc.Prof.Dr Ngo Sy Luong Assoc.Prof.Dr Khuat Van Ninh Prof.Dr.Sc Pham Hoang Hai Assoc.Prof.Dr Nguyen Van Do Assoc.Prof.Dr Doan Ngoc Hai Assoc.Prof.Dr Nguyen Ngoc Ha E d it o ria l MSc Doan Thi Thu Hang - Head MSc Dao Thi Van PGS.TSKH Trần Hoài Linh PGS.TS Nguyễn Quốc Cường PGS.TS Nguyễn Văn Liễn GS.TSKH Thân Ngọc Hoàn GS.TSKH Bành Tiến Long GS.TS Trần Văn Địch GS.TS Phạm Minh Tuấn PGS.TS Lê Văn Học PGS.TS Nguyễn Doãn Ý GS.TS Đinh Văn Sơn PGS.TS Trần Thị Hà PGS.TS Trương Thị Thủy TS Vũ Quang Thập PGS.TS Nguyễn Thị Bất GS.TS Đỗ Quang Kháng TS Bùi Văn Ngọc PGS.TS Ngô Sỹ Lương PGS.TS Khuất Văn Ninh GS.TSKH Phạm Hoàng Hải PGS.TS Nguyễn Văn Độ PGS.TS Đoàn Ngọc Hải PGS.TS Nguyễn Ngọc Hà B a n B iê n tậ p ThS Đoàn Thị Thu Hằng - Trưởng ban ThS Đào Thị Vân Giấy phép xuất số: 1003/GP-BTTT, ngày 06/7/2011 Giấy phép sửa đổi, bổ sung số: 293/GP-BTTTT ngày 03/06/2016 Bộ Thông n Truyền thông Mã chuẩn quốc tế số: 47/TTKHCN-ISSN, ngày 21/7/2011 Cục Thông n Khoa học Công nghệ Quốc gia In 2.000 bản, khổ 21 × 29,7cm, Công ty TNHH in Tre Xanh, cấp ngày 17/02/2011 Địa Tòa soạn: Trường Đại học Sao Đỏ Số 24, Thái Học 2, phường Sao Đỏ, thành phố Chí Linh, tỉnh Hải Dương Điện thoại: (0220) 3587213, Fax: (0220) 3882 921, Hotline: 0912 107858/0936 847980 Website: h p://tapchikhcn.saodo.edu.vn/Email: tapchikhcn@saodo.edu.vn GS.TS Phạm Thị Ngọc Yến E d it o ria l B o a rd Poeple's Teacher, Dr Dinh Van Nhuong - Chairman Prof.Dr Pham Thi Ngoc Yen H ộ i đ n g B iê n tậ p NGND.TS Đinh Văn Nhượng - Chủ tịch Hội đồng O ff ic e S e c r e t a r y Dr Ngo Huu Manh TS Ngô Hữu Mạnh T h k ý Tò a so ạn V ic e E d it o r -in - C h ie f Dr Nguyen Thi Kim Nguyen P h ó T ổ n g b iê n t ậ p Dr Do Van Dinh E d it o r -in -C h ie f TS Nguyễn Thị Kim Nguyên TS Đỗ Văn Đỉnh T ổ n g B iê n t ậ p - Nếu trang web: Phải trích dẫn đầy đủ tên website đường link, ngày cập nhật Tạp chí Nghiên cứu khoa học, Trường Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190, Số (73) 2021 Email: tapchikhcn@saodo.edu.vn Điện thoại: (0220) 3587213, Fax: (0220) 3882921, Hotline: 0912 107858/0936 847980 Địa chỉ: Số 24 Thái Học 2, phường Sao Đỏ, thành phố Chí Linh, tỉnh Hải Dương Phòng 203, Tầng 2, Nhà B1, Trường Đại học Sao Đỏ Ban Biên tập Tạp chí Nghiên cứu khoa học, Trường Đại học Sao Đỏ THÔNG TIN LIÊN HỆ: 12 - Nếu báo/báo cáo khoa học: Tên tác giả (năm), Tên báo/báo cáo, Tạp chí/Hội nghị/Hội thảo, Tập/ Kỷ yếu, số, trang - Nếu sách/luận án: Tên tác giả (năm), Tên sách/luận án/luận văn, Nhà xuất bản/Trường/Viện, lần xuất bản/tái 11 Tài liệu tham khảo xếp theo thứ tự tài liệu trích dẫn báo Trong trường hợp hình vẽ, hình ảnh có kích thước lớn, bảng biểu có độ rộng lớn cơng thức, phương trình dài cho phép trình bày dạng 01 cột 10 Bài báo đánh máy khổ giấy A4 (21 × 29,7cm) có độ dài khơng q trang, font Arial, cỡ chữ 10, Chữ “Từ khóa” in đậm, nghiêng, font Arial, cỡ chữ 10; Có từ 03÷05 từ khóa, font Arial, cỡ chữ 10, in nghiêng, ngăn cách dấu chấm phẩy, cuối dấu chấm Chữ “Tóm tắt” in đậm, font Arial, cỡ chữ 10; Nội dung tóm tắt báo khơng q 10 dịng, trình bày Tên tác giả (không ghi học hàm, học vị), font Arial, cỡ chữ 10, in đậm, lề phải; quan công tác tác giả, font Arial, cỡ chữ 9, in nghiêng, lề phải Các cơng trình thuộc đề tài nghiên cứu có Cơ quan quản lý cần kèm theo giấy phép cho công bố quan (Tên đề tài, mã số, tên chủ nhiệm đề tài, cấp quản lý,…) Trường hợp báo phải chỉnh sửa theo thể lệ theo yêu cầu Phản biện tác giả cập nhật website Người phản biện soạn mời Tồ soạn khơng gửi lại khơng đăng Bài nhận đăng cơng trình nghiên cứu khoa học chưa công bố ấn phẩm khoa học học; Tốn học; Vật lý; Văn hóa - Nghệ thuật - Thể dục thể thao học thuộc lĩnh vực: Điện - Điện tử - Tự động hóa; Cơ khí - Động lực; Kinh tế; Triết học - Xã hội học - Tạp chí Nghiên cứu khoa học, Trường Đại học Sao Đỏ (ISSN 1859-4190), thường xuyên công bố kết quả, cơng trình nghiên cứu khoa học cơng nghệ nhà khoa học, cán bộ, giảng viên, nghiên cứu sinh, học viên cao học, sinh viên ngồi nước T Ạ PC H ÍN G H IÊ NC Ứ UK H O AH Ọ C ,T R Ư Ờ N GÐ Ạ IH Ọ CS A OÐ Ỏ T H ỂL ỆG Ử IB À I TẠP CHÍ LIÊN NGÀNH ĐIỆN - ĐIỆN TỬ - TỰ ĐỘNG HÓA NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG SỐ NÀY ĐẠI HỌC SAO ĐỎ Số 2(73) 2021 LIÊN NGÀNH ĐIỆN - ĐIỆN TỬ - TỰ ĐỘNG HÓA Nghiên cứu điều khiển trượt chống rung mô cho tay máy robot VNR - T1 bậc tự Lê Ngọc Trúc Trần Văn Chi Nguyễn Hữu Hải Nguyễn Danh Huy Nguyễn Trọng Các Nguyễn Tùng âm Phương pháp điều khiển chế độ trượt phân cấp - mờ thích nghi cho lớp hệ thống Under - Actuated 14 Trần Thị Điệp Dương Thị Hoa Nguyễn Thị Sim Thiết kế anten cho hệ thống vô tuyến khả tri sử dụng tụ điện có điện dung biến thiên dựa vật liệu điện môi màng mỏng Nguyễn Việt Hưng Nguyễn Trọng Các Thiết kế điều khiển tốc độ động đồng nam châm vĩnh cửu sử dụng thuật toán Backtepping kết hợp quan sát nhiều High-gain Lê Đức Thịnh Nguyễn Đạt Thịnh Trần Văn Khoa Lê Nam Dương Vũ Hoàng Phương Nguyễn Trọng Các Nguyễn Hữu Hải Nguyễn Tùng Lâm LIÊN NGÀNH CƠ KHÍ - ĐỘNG LỰC Nghiên cứu ảnh hưởng thông số công nghệ miết ép đến độ nhám bề mặt chi ết máy Nguyễn Văn Hinh Nghiên cứu số thông số máy may ảnh hưởng tới độ bền tổn thương đường may 301 vải giả da 42 Tạ Văn Hiển Nguyễn Thị Hằng Mạc Thị Hà Ảnh hưởng tải trọng đến khả tự hồi phục mòn phụ gia nano TiC dầu bơi trơn CF-4 15W/40 49 Nguyễn Đình Cương ghiên cứu, dự đốn cấu trúc q trình đơng đặc hợp kim nhơm A356 mơ hình MCA 2-D&3-D 55 Vũ Hoa Kỳ Đào Văn Kiên Mạc Thị Nguyên Dương Thị Hà Tạp chí Nghiên cứu khoa học, Trường Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190, Số (73) 2021 NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TẠP CHÍ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ĐẠI HỌC SAO ĐỎ TRONG SỐ NÀY Số 2(73) 2021 LIÊN NGÀNH CƠ KHÍ - ĐỘNG LỰC Nghiên cứu ảnh hưởng thông số công nghệ đến chất lượng sản phẩm công nghệ dập thuỷ nh phôi mô số 65 Nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ thời gian in chuyển nhiệt đến độ rạn bề mặt in vải Pe/Co Trần Hải Đăng Vũ Hoa Kỳ Nguyễn Thị Liễu Nguyễn Thị Thu Đỗ Thị Thu Hà Nguyễn Quang Thoại Đỗ Thị Tần NGÀNH KINH TẾ Ứng dụng lý thuyết tín hiệu đánh giá giá trị chương trình đào tạo bậc đại học khoa Điện, Trường Đại học Sao Đỏ Nguyễn Minh Tuấn Trần Thị Hằng Nguyễn Thị Ngọc Mai NGÀNH NGÔN NGỮ HỌC Một vài suy nghĩ việc dạy kỹ nghe hiểu tiếng Trung Quốc cho sinh viên trình độ sơ cấp khoa Du lịch Ngoại ngữ, Trường Đại học Sao Đỏ Nguyễn Thị Lan Bùi Thị Trang LIÊN NGÀNH HĨA HỌC - CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM Nghiên cứu khả hấp phụ ion chì dung dịch nước vật liệu chế tạo từ đất sét Trúc Thơn tro trấu Vũ Hồng Phương Nguyễn Ngọc Tú Mạc Thị Lê Tách chiết Anthraquinone từ rễ ba kích ( o cinalis), ứng dụng sản xuất kẹo cứng Trần Thị Dịu Bùi Văn Tú LIÊN NGÀNH TRIẾT HỌC - XÃ HỘI HỌC - CHÍNH TRỊ HỌC Một số sở lý luận yêu cầu, quy trình xây dựng, áp dụng số KPI giao đánh giá hiệu công việc trường cao đẳng, đại học Nguyễn Thị Kim Nguyên Học tập gương làm việc trách nhiệm, khoa học, đổi hủ tịch Hồ Chí Minh xây dựng tác phong làm việc cho giảng viên trường đại học Nguyễn Thị Nhan Một số giải pháp góp phần nâng cao hiệu hoạt động ngoại khóa học phần lý luận trị cho sinh viên Trường Đại học Sao Đỏ Phạm Thị Hồng Hoa Nguyễn Thị Tình Tạp chí Nghiên cứu khoa học, Trường Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190, Số (73) 2021 LIÊN NGÀNH ĐIỆN - ĐIỆN TỬ - TỰ ĐỘNG HÓA SCIENTIFIC JOURNAL SAO DO UNIVERSITY No 2(73) 2021 TITLE FOR ELECTRICITY - ELECTRONICS - AUTOMATION Processor in the loop simula on based an cha ering sliding mode control for - d of robot VNR-T1 Le Ngoc Truc Tran Van Chi Nguyen Huu Hai Nguyen Danh Huy Nguyen Trong Cac Nguyen Tung Lam A novel adap ve fuzzy hierarchical sliding mode control method for a class of Under - Actuated SIMO system 14 Tran Thi Diep Duong Thi Hoa Nguyen Thi Sim An antenna co-design for cogni ve radio systems using thin lm barium stron um tanate varactor Nguyen Viet Hung Nguyen Trong Cac Backstepping based speed control of permanent magnet motors with high-gain disturbance observer Le Duc Thinh Nguyen Dat Thinh Tran Van Khoa Le Nam Duong Vu Hoang Phuong Nguyen Trong Cac Nguyen Huu Hai Nguyen Tung Lam TITLE FOR MECHANICAL AND DRIVING POWER ENGINEERING Research on the in uence of technology parameters oscilla ng smoothing on the surface roughness of the machine part Nguyen Van Hinh Research on some sewing machine parameters that a ect seam strength and damage 301 in coated fabric 42 Ta Van Hien Nguyen Thi Hang Mac Thi Ha oads e ect on self-recovering abrasive capable of nano T C addi ve in CF-4 15W/40 lubricant 49 Nguyen Dinh Cuong Research and simula on structure of A356 alloy when solidi ca on by MCA 2-D and 3-D 55 Vu Hoa Ky Dao Van Kien Mac Thi Nguyen Duong Thi Ha Research on the e ect of technology parameters on the product quality in hydrosta c forming for sheet metal by simula on 65 Tran Hai Dang Vu Hoa Ky Nguyen Thi Lieu Nguyen Thi Thu Tạp chí Nghiên cứu khoa học, Trường Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190, Số (73) 2021 NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SCIENTIFIC JOURNAL SAO DO UNIVERSITY No 2(73) 2021 TITLE FOR MECHANICAL AND DRIVING POWER ENGINEERING Study the e ects of temperature and thermal tranfer prin ng me to the point of cracking on the Pe/Co fabric print surface Do Thi Thu Ha Nguyen Quang Thoai Do Thi Tan Applica on of signal theory to evaluate the value of the undergraduete training program of the faculty of lectricity, Sao Do University Nguyen Minh Tuan Tran Thi Hang Nguyen Thi Ngoc Mai TITLE FOR STUDY OF LANGUAGE Some considera on on teaching Chinese listening comprehension skills for elementary-level students in Faculty of Tourism and Foreign languages, Sao Do University uyen Thi Lan Bui Thi Trang TITLE FOR CHEMISTRY AND FOOD TECHNOLOGY Study on capacity adsorp on of lead ion in water solu on of materials prepared from Truc Thon clay and rice husk ash Vu Hoang Phuong Nguyen Ngoc Tu Mac Thi Le Extract of anthraquinone from (Morinda o cinalis) root for produc on of hard candy Tran Thi Diu Bui Van Tu TITLE FOR PHILOSOPHY - SOCIOLOGY - POLITICAL SCIENCE A number of theore cal and prac cal bases for building and applying KPI indicators in assigning and evalua ng work performance at colleges and universi es today Nguyen Thi Kim Nguyen Study responsible, scien c, innova on work example of President Ho Chi Minh in building working style for lecturers at present universi es Nguyen Thi Nhan Some solu ons to improve e ciency external course poli cal theory for students of Sao Do University Pham Thi Hong Hoa Nguyen Thi Tinh Tạp chí Nghiên cứu khoa học, Trường Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190, Số (73) 2021 LIÊN NGÀNH ĐIỆN - ĐIỆN TỬ - TỰ ĐỘNG HÓA Nghiên cứu điều khiển trượt chống rung mô PIL cho tay máy robot VNR-T1 bậc tự Processor in the loop simula on based an cha ering sliding mode control for 5-d of robot VNR-T1 Lê Ngọc Trúc1,2, Trần Văn Chi1,2, Nguyễn Hữu Hải , Nguyễn Danh Huy2, Nguyễn Trọng Các , Nguyễn Tùng Lâm2* *Email: lam.nguyentung@hust.edu.vn Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội Trường Đại học Sao Đỏ Ngày nhận bài: 25/3/2021 Ngày nhận sửa sau phản biện: 02/6/2021 Ngày chấp nhận đăng: 20/6/2021 Tóm tắt Điều khiển trượt nghiên cứu áp dụng nhiều hệ thống công nghiệp có khả bền vững lớp đối tượng rộng Hạn chế điều khiển trượt xuất rung hệ thống nên người thiết kế phải cân hai tiêu chí thời gian độ mức độ rung Bài báo bước cải tiến điều khiển trượt chống rung kết hợp với mô PIL ứng dụng cho robot bậc tự VNR-T1 Bài báo sử dụng hệ số khuếch đại biến thiên theo hàm mũ luật điều khiển trượt để hạn chế độ rung giảm thời gian độ toàn hệ cách tốt so với điều khiển trượt sử dụng hệ số khuếch đại số Bộ điều khiển trượt sử dụng hệ số khuếch đại dạng hàm mũ tạo tín hiệu điều khiển lớn giai đoạn tiến tới mặt trượt làm tăng tốc độ đạt tới mặt trượt, trì tín hiệu điều khiển nhỏ giai đoạn trượt để giảm độ rung Các kết mơ PIL trình bày cho thấy tính khả dụng điều khiển ứng dụng robot VNR-T1 Từ khóa: Điều khiển trượt; robot cơng nghiệp; xử lý vịng lặp; chống rung Abstract Sliding mode control is vastly used in industrial applications due to its robustness and applicability In sliding mode control, chattering is unavoidable and it is a trade off between chattering level and dynamical responses of the system The paper introduces a chattering suppression solution and processor in the loop simulation for - d of VNR-T1 robot Control gain is varying according to exponential function to litmit chattering phenomenonin comparision to conventional sliding mode control Due to the presence of the exponential varying control gain, the chattering is reduced considerably The effectiveness of the control is tested via processor in the loop simulation for VNR-T1 robot Keywords: liding mode control; industrial robot; processor in the loop; anti chattering ĐẶT VẤN ĐỀ Kể từ cơng trình nghiên cứu [1] viết mặt trượt, giáo trình giảng dạy robot cơng nghiệp [8], điều khiển truyền động điện thông minh [9] viết để nhằm nghiên cứu phương pháp điều khiển cho tay máy Người phản biện: PGS TS Bùi Đăng Thảnh PGS TS Nguyễn Văn Liễn robot Việc thiết kế mô cho tay máy đa phần áp dụng đối tượng điều khiển nằm phần mềm chuyên dụng PC Cũng nhiều tác giả đề cập đến mô PIL áp dụng với kiểm nghiệm kiểm soát vệ tinh [5], đối tượng động cơ, servo, toán truyền động điện [6] Tuy nhiên, nghiên cứu PIL áp dụng mô đối tượng tay máy VNR-T1 (5DOF) kết hợp với vi điều STM32F407 Tạp chí Nghiên cứu khoa học, Trường Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190, Số (73) 2021 NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Discovery [7] với Matlab Simulink máy tính để kiểm nghiệm kết trước tiến đến thực nghiệm Để phát triển từ nghiên cứu trước điều khiển đối tượng tiến hành mô báo tách riêng kết hợp với vi điều STM32F407 Discovery với Matlab Simulink máy tính để kiểm nghiệm kết Q trình bước quan trọng thiếu trình phát triển để đưa điều khiển áp vào đối tượng thực Từ quỹ đạo đặt khâu chấp hành cuối, qua việc giải toán động học ngược, ta tìm vector góc đặt khớp Cùng với mơ hình tốn học xây dựng, ta tiến hành thiết kế điều khiển Đầu điều khiển tín hiệu điều khiển, cụ thể vector momen Tín hiệu điều khiển đưa vào đối tượng điều khiển mô hình vật lý ảo mơ tả robot VNR-T1 xây dựng Simscape Multibody, kết hợp với vi điều khiển matlab chuyển mô sang PIL [10] bước đầu cho việc nhúng thuật toán vào thực tế (1) M (q)q!! + C (q, q! )q! + g (q ) = t Trong đó: ´ = PNL Î Î ´ J = JN Î ´ = NL t = tN Ỵ ´ ma trận qn tính suy rộng; ma trận ly tâm coriolis; vector thành phần lực trọng trường; vector momen (lực) Các tham số vector/ma trận (1) tính công thức sau: ( M = å mi ( JT0i )T JT0i + JRTi Ii JRi i =1 ) T C= é ¶M ¶M ỉ ¶M ê (15 Ä q! ) + ( q! Ä 15 ) - ỗ ( q! 15 ) ữ ê ¶q ¶q ¶q è ø ë T ỉ ¶P g =ỗ ữ ố ảq ứ ự ỳ ỳỷ (2) MƠ HÌNH HĨA BỞI SIMSCAPE MULTIBODY MƠ HÌNH TỐN HỌC CỦA ROBOT Robot VNR T1 loại robot công nghiệp - DOF công ty AKB Việt Nam nghiên cứu chế tạo, có cấu hình tham số D-H mơ tả sau: Simscape Multibody cung cấp mô 3D cho hệ thống khí đa thành phần chẳng hạn robot, hệ thống đa thân, hệ thống xe Simscape Multibody cung cấp khối liên kết, khớp, cảm biến thành phần momen xoắn/lực Simscape Multibody cho phép người dùng vẽ với khối đơn giản Tuy nhiên, hồn tồn sử dụng CAD để thiết kế (ví dụ như: Autodesk Inventor, SolidWorks, ) MATLAB/ Simscape Multibody sử dụng tệp tin CAD để tạo hệ thống mơ hình Dựa mơ hình CAD robot VNR T1, khai thác Autodesk Inventor để khám phá mơ hình robot xây dựng mơ hình 3D robot VNR T1 Các giá trị xấp xỉ khối lượng PL, vị trí điểm trọng tâm L ma trận momen quán tính ,L khâu (biểu diễn hệ tọa độ thứ L) thể Bảng 2: Bảng Thông số robot VNR T1 Hình Mơ hình robot cách gắn hệ tọa độ khớp Bảng Bảng tham số D-H Khớp L qL (rad) L (m) L (m) T p T p =0 =0 = 0,157 =0 Link é-13.746ù é13.018 1.188 ù m1 = 2.7, rC1 = ê-61.394ú 10-3 , I1 = ê 1.188 12.899 -2.491ú10 -3 ê 29.587 ú ê -2.491 17.512ú ë û ë û Link é-98.497 ù é1.823 0 ù ê ú ê ú m2 = 1.65, rC2 = ê 14.389 ú10-3 , I2 = ê 12.602 ú 10-3 ê -13.211ú ê 0 12.836 úû ë û ë Link é-90.040ù m3 = 1.6, rC3 = ê ú 10-3 , I3 ê 45.566 ú ë û ù é1.541 = ê 6.221 ú 10-3 ê 0 5.789úû ë Link é ù m4 = 0.6, rC4 = ê 7.648ú 10-3 , I ê 3.651ú ë û é 548 0 ù = ê 521 ú 10-6 ê 0 302ú ë û Link é ù é 219 0 ù m5 = 0.3, rC5 = ê -0.962 ú 10-3 , I = ê 244 ú 10-6 ê-71.180ú ê 0 57ú ë û ë û (rad) p T L Base p Dạng ma trận phương trình động lực học robot mà không xét đến ma sát là: Tạp chí Nghiên cứu khoa học, Trường Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190, Số (73) 2021 LIÊN NGÀNH ĐIỆN - ĐIỆN TỬ - TỰ ĐỘNG HĨA Trong đó, đơn vị khối lượng, chiều dài, tenxơ quán tính tính theo kg, m kg, m2 Autodesk Inventor xuất le CAD robot tập hợp le đưa vào MATLAB Simscape Multibody để tự động tạo mơ hình Simscape Multibody robot VNR T1 với mô tả vật lý x! = f ( x, u, d , t ) (3) Trong đó: ∈ $ vector trạng thái; I ([ X vector hàm liên tục mặt cong trơn n chiều, thường gọi mặt trượt, mô tả vector P hàm trơn chứa tất quỹ đạo trạng thái mong muốn [ hệ (theo tiêu chất lượng cho trước) T s ( x, t ) = éë s1 ( x, t ) , s2 ( x, t ),É, sm ( x, t )ùû = Mặt trượt (4) thường gặp dạng tổng qt, có dạng khơng dừng (cấu trúc mặt trượt bị thay đổi theo thời gian) Nhiều trường hợp, để đơn giản điều khiển sau điều kiện cho phép, người ta cần sử dụng mặt trượt dừng (có cấu trúc khơng biến đổi theo thời gian) Nhiệm vụ điều khiển trượt phải xác định tín hiệu điều khiển X để đưa hệ (3) tiến mặt trượt (4) giữ lại Ta ký hiệu tín hiệu điều khiển cần tìm X là: Hình Mơ hình 3D tay máy robot ì ïu = ueq , s ( x,t ) = í ï ỵu = u N + ueq , s ( x,t ) ¹ Hình Mơ hình Simscape Mul body ĐIỀU KHIỂN TRƯỢT 4.1 Tổng quan Điều khiển theo nguyên lý trượt, hay gọi điều khiển chế độ trượt phương pháp điều khiển bền vững cho hệ phi tuyến Đã có nhiều nghiên cứu nhiều thuật toán để điều khiển hệ thống kỹ thuật điều khiểm hybrid, kỹ thuật điều khiển tuyến tính, PID, điều khiển mờ… thuật tốn trên, thuật tốn có ưu điểm nhược điểm riêng nhằm giải khía cạnh toán điều khiển Tuy nhiên, vấn đề mấu chốt phải xây dựng thuật toán điều khiển bền vững trước nhiễu từ bên ngoài, nhiễu tải bất định thơng số mơ hình Để đảm bảo yêu cầu nêu báo sử dụng thuật toán điều khiển trượt với luật tiếp cận theo hàm mũ (sliding mode control with exponential reaching law) Bộ điều khiển trượt đảm bảo yêu cầu điều khiển bền vững, đảm bảo hệ thống điều khiển trước thay đổi tải hay nhiễu bất định hệ thống điều kiện cho phép Xét hệ khơng dừng có tín hiệu vào X >X thành phần bất định ([ X ) mô tả bởi: (4) XP , chứa (5) Trong đó: X T thành phần tín hiệu giữ [ lại mặt trượt, tức có: V [ R R = với [R [ R Thì X T phải tạo được: V [ ; R X1 thành phần tín hiệu làm cho [ tiến mặt trượt Như vậy, trường hợp mặt trượt dừng, sử dụng & = hàm Lyaponov xác định dương: điều kiện đủ để [ tiến mặt trượt tín hiệu điều khiển X1 phải tạo được: V! (s ) = sT s! < s ( x) ¹ 0` (6) Điều kiện gọi điều kiện trượt sử dụng với mặt trượt dừng Khi thành phần X T X1 xác định sau: Khi hệ (3) hệ rõ có cấu trúc: x! = f ( x,t ) + B ( x,t ) u Trong đó: B ( x,t ) = (b1 ( x,t ) , ,bm ( x,t )) (7) Từ điều kiện (6) ta có: s! ( x,t ) = ¶s dx ¶x dt = ¶s ¶x , Vậy ma trận: ta có: ỉ ¶s B ( x, t ) ữ ố ảx ứ u eq = - ỗ (8) éë f ( x, t ) + B ( x, t ) ueq ùû = -1 ¶s ¶x ∈ *×* khơng suy biến f ( x, t ) Tạp chí Nghiên cứu khoa học, Trường Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190, Số (73) 2021 (9) NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Từ điều kiện (7) cho mặt trượt (4) Tín hiệu X X T + thực tế khớp bám theo giá trị đặt Như thấy rằng, việc trì quỹ đạo trạng thái ¶s ¶x s! ( x,t ) = mặt trượt chọn sẵn dẫn đến [ → x Khi V ¶x ¶t phương trình (17) trở thành ] l] Phương trình ¶s é f ( x , t ) + B ( x,t ) ueq + D ù (10) có nghiệm ] 0, hay đặc trưng cho = û ¶x ë hệ động lực học ổn định tiệm cận, từ điều kiện bám ¶s [ → x thỏa mãn Do đó, vấn đề cần giải = B ( x, t ) D luật điều khiển tìm momen tác động khớp ¶x cho trì quỹ đạo robot mặt trượt Như vậy, ta cần chọn cho thỏa mãn điều kiện (7) xác định tín hiệu điều khiển cho hệ Tín hiệu điều khiển thiết kế dựa tồn hàm Lyapunov xác định dương sau: ¶s B ( x, t ) D = -Ksign (s ) (11) (21) ¶x V! = s T × s! Trong đó: Suy ra: ma trận số dương hàm VLJ V định ! T s! V=s nghĩa sau: ì1 s > Để hệ ổn định < ï sign ( s ) = í-1 s < (12) Xét trường hợp V = ta có: ï0 s = (22) ỵ ( x! -x!!1d ) +λ ( x -x! 1d ) =0 $ Suy ra: = $ = K