Chương 4 Mô phỏng và thử nghiệm
4.1.2. Kết quả mô phỏng
4.1.2.1. Mô phỏng quỹđạo hình vuông
Đường màu xanh là đường giá trịđặt mà mình mong muốn robot đi theo. Còn đường màu đỏlà đường giá trị thực tế của robot. Khi bắt đầu chạy robot sẽdi chuyển lần lượt theo các điểm (0, 0), (30, -30), (30, 30), (-30, 30), (-30, -30), (30, -30), (0, 0) mm. Các toạđộ X, Y yêu cầu được lấy ra từkhối Signal Builder trong MATLAB/Simulink phụ thuộc vào thời gian.
Ta có thểthấy như vậy hệthống vẫn tồn tại sai số trên các trục X (như Hình 4.7) và trục Y (như Hình 4.9) cụthểhơn là các sai số này nằm ở các góc quay của khớp quay (như Hình 4.10, Hình 4.11và Hình 4.12). Nguyên nhân vẫn tồn tại sai sốnhỏnày là khi toạđộ X hay Y thay đổi đểđi từđỉnh này đến đỉnh khác của hình vuông. Quãng đường này mặc dù ta đã thay đổi từđường dựng đứng thành đường rốc. Nhưng bản thân trên đường rốc đó thì giá trị của X, Y vẫn liên tục thay đổi nên hệ thống cũng liên tục thay đổi. Khi hệthống chưa kịp đáp ứng hoàn toàn thì giá trị lại thay đổi. Cho nên khoảng thời gian mà các trục X, Y sinh ra lỗi trùng với khoảng thời gian robot di chuyển trên đường rốc của X, Y (đường thay đổi toạđộ đỉnh di chuyển). Để giảm tiếp sai số ta có thểdùng cách cho đoạn rốc này thoải ra hơn nữa nhưng như vậy thời gian thực hiện quá trình của cảhệ thống sẽlâu hơn.
Hình 4.6. Đồ thị giá trị trục hoành (trục X) so với giá trịđặt
Hình 4.8. Đồ thị giá trị trục tung (trục Y) so với giá trị đặt
Hình 4.9. Đồ thị sai số của trục Y
Hình 4.10. Đồ thịgóc quay của khớp 1so với giá trịđặt
Hình 4.12. Đồ thịgóc quay của khớp 3 so với giá trịđặt
4.1.2.2. Mô phỏng quỹđạo hình tròn
Đường màu xanh là quỹ đặt và đường màu đỏlà quỹđạo thực tế của hệthống. Khi bắt đầu chạy hệthống sẽ di chuyển đến điểm (0,0) rồi đến điểm (20, 0) sau đó bắt đầu di chuyển theo quỹđạo hình tròn với chiều ngược với chiều kim đồng hồvà cuối cùng là lại quay vềtoạđộđiểm (0, 0).Toạđộđặt của toạđộX, Y được lấy bằng cách sử dụng khối Signal Builder để xuất ra giá trị của góc phi (thay đổi từ0 đến 360 tương ứng với một vòng tròn) sau đó sử dụng các phép toán như nhân, chia, cộng, trừ, sin, cos, với bán kính và góc phi đểra được các toạđộ X, Y.
Hình 4.13. Đồ thị mô phỏng quỹđạo hình tròn đường kính 40mm
Đồthịthay đổi của trục X so với giá trị đặt. Đường màu xanh biểu thị cho quỹđạo trục X mà ta yêu cầu robot đi theo. Còn đường màu đỏ là giá trị thực tế mà robot di chuyển được. Đường màu đỏở trên là đồthịthay đổi của sai số trên trục X trong toàn
bộquá trình.Đồthịthay đổi của trục Y so với giá trị đặt. Đường màu xanh biểu thịcho quỹ đạo trục Y mà ta yêu cầu robot đi theo. Còn đường màu đỏ là giá trị thực tế mà robot di chuyển được.Đường màu đỏởtrên là đồthịthay đổi của sai số trên trục Y trong toàn bộquá trình.
Hình 4.14. Đồ thịbán kính hình tròn
Hình 4.15. Đồ thị giá trị trục hoành (trục X) so với giá trịđặt
Hình 4.17. Đồ thị giá trị trục hoành (trục Y) so với giá trịđặt
Hình 4.18. Đồ thị sai số của trục Y
Như đã giải thích ởphần vẽhình vuông thì. Khi giá trịđặt của các trục X, Y thay đổi mà hệ thống không thể đáp ứng ngay lập tức thì dẫn đến sai số. Do bản thân quỹ đạo của hình tròn là các toạ độ X, Y liên tục thay đổi do đó ta mới thấy trên các trục X, Y luôn luôn tồn tại sai sốnhư Hình 4.16và Hình 4.18đó cũng chính là yếu tố dẫn đến bán kính thực tế của robot luôn nhỏhơn bán kính đặt (như Hình 4.14). Ởkhúc di chuyển từ điểm (0, 0) đến điểm (0, 20) tôi để quãng thời gian thay đổi là 0.02s còn ở đoạn di chuyển từđiểm (0, 20) về (0, 0) tôi đã để giá trị đặt của X đột ngột thay đổi từ20 về0 đểcó thểthấy được nó sẽcó sai số rất lớn ởquãng này do hệthống không đáp ứng kịp (hình Hình 4.16).
Hình 4.20. Đồ thịgóc quay của khớp 2 so với giá trịđặt
Hình 4.21. Đồ thịgóc quay của khớp 3 so với giá trịđặt