4.4.3.1 Nội dung mô phỏng số
Thực hiện mô phỏng số với đối tượng là robot song song phẳng được xác định trong mục 1.5. Mô hình có bao gồm cả thành phần mô tảảnh hưởng của động cơ dẫn động. Thiết lập hai mô phỏng số bao gồm: điều khiển trượt với luật điều khiển như
Hình 4.9 và điều khiển PD + bù trọng lực. Với các tham số thiết lập như sau: Tham số của bộđiều khiển được chọn như sau:
SMC: L30diag(1,1,1); Kpd 200diag(1,1,1); Ks0.01diag(1,1,1) PD: Kp 850diag(1,1,1), Kd 150diag(1,1,1).
Thêm nữa, các tham số của robot như khối lượng và mô men quán tính sử dụng trong mô hình động lực học được chọn có sai lệch so với giá trị thiết lập vào khoảng 15-25% nhằm thử nghiệm khả năng đáp ứng của bộđiều khiển
Robot song song di chuyển bàn máy động theo một đường tròn có tâm ( ,x yC C) = (0.6, 0.4) m và bán kính R = 0.12 m. Trong quá trình di chuyển bàn máy động luôn giữ một hướng không đổi / 3 rad
4.4.3.2 Kết quả mô phỏng
Các kết quả mô phỏng được thể hiện trong các biểu đồ từHình 4.11đến Hình 4.20. Các kết quảđã cho thấy, với bộđiều khiển SMC bàn máy động bám được theo quỹ đạo mong muốn trong khoảng 0.22 giây (Hình 4.15 và Hình 4.17) trong khi bộ điều khiển PD cần tới 1 giây đểđạt được (Hình 4.16 và Hình 4.18). Sai lệch vị trí của bàn máy động được giữ trong khoảng 10-5 mm và sai lệch về góc nghiêng khoảng 10- 5 radian. Hình 4.19 và Hình 4.20 chỉ ra rằng quỹ di chuyển của tâm bàn máy động so với quỹđạo tham chiếu do bộđiều khiển SMC tốt hơn bộđiều khiển PD.
88
Hình 4.11: Thông số quỹđạo trong không
gian thao tác (SMC) Hình 4.12: Thông skhông gian thao tác (PD) ố quỹđạo trong
Hình 4.13: Đồ thị biến khớp chủđộng (SMC)
Hình 4.14: Đồ thị biến khớp chủđộng (PD)
Hình 4.15: Sai lệch bám quỹđạo theo x,y
(SMC) Hình 4.16: Sai lệch bám qu(PD) ỹđạo theo x,
Hình 4.17: Sai lệch bám của góc nghiêng
bàn máy động (SMC) Hình 4.18: Sai lbàn máy ệch bám cđộng ủ (PD) a góc nghiêng
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 t [s] -0.15 -0.1 -0.05 0 0.05 E rror [ m ] ex[m] ey[m]
89
Hình 4.19: Quỹđạo đáp ứng và quỹđạo
mong muốn của tâm bàn máy động (SMC) mong muHình 4.20: Quốn của tâm bàn máy ỹđạo đáp ứng và quđộng (PD) ỹđạo
Trong phần này, bộ điều khiển trượt đã được triển khai thành công để điều khiển robot song song phẳng 3RRR. Kết quả mô phỏng cho thấy chuyển động của bàn máy đáp ứng bám nhanh vào quỹđạo đặt. Thời gian đáp ứng chỉ khoảng 0.2 giây. Song song với bộ điều khiển SMC thì bộ điều khiển PD cũng được triển khai để so sánh kết quả. Chất lượng điều khiển đạt được của bộđiều khiển SMC có ưu thế hơn hẳn bộđiều khiển PD về cả tốc độ bám quỹđạo lẫn sai lệch điều khiển.