L ỜI CẢM ƠN
3. TỔN THẤT CƠ CHẾ CHẤP HÀNH VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN
3.2 Phương pháp điều khiển khi có tổn thất cơ chế chấp hành
3.2.1 Giới thiệu
Hiện nay, các hệ thống robot thường sẽ phản ứng với các sự cố lỗi bằng cách dừng toàn bộ hệ thống. Thời gian ngừng hoạt động do sửa chữa hoặc thay thế các bộ phận bị lỗi có thể ảnh hưởng đến năng suất và hiệu quả sản xuất. Theo một nghiên cứu về các sự cố trong robot công nghiệp, một số lỗi có thểđược phát hiện nhờ vào bộ dữ liệu vận hành [106]. Các nghiên cứu cũng chỉ ra rằng một số loại lỗi
73 nhất định trong robot có thểđược khắc phục bằng các phương pháp phù hợp và một trong sốđó là tổn thất cơ chế chấp hành dạng suy giảm mô men. Cơ chế chấp hành bị tổn thất có thể vẫn tiếp tục hoạt động hoặc được đưa vào chếđộ an toàn để tránh gây ra những sự cố khác. Các hướng nghiên cứu liên quan đến lỗi cơ chế chấp hành có thể kểđến là phát hiện, định vị, chẩn đoán, và thiết kế luật điều khiển kháng lỗi. Đến nay, đã có nhiều đóng góp liên quan đến ba chủ đề đầu tiên được công bố. Trong đó cóphương pháp sử dụng Support-Vector-Machines [107], lý thuyết thống kê dựa trên một thành phần bình phương cực tiểu [108], bộ quan sát phi tuyến dựa trên mô hình động lực học [109], một phương pháp nhận dạng lỗi sử dụng bộ quan sát tuyến tính [110] để phát hiện và xác định các lỗi của cơ chế chấp hành. Nghiên cứu [111] đưa ra một khung thời gian rời rạc được xử lý bởi hệ thống ra quyết định để chẩn đoán lỗi. Chẩn đoán lỗi thích nghi cho nhiều cơ chế chấp hành và cảm biến cũng được trình bày trong [102].
Đối với chủđề cuối cùng - thiết kế bộ điều khiển kháng lỗi - cũng đã có một số cách tiếp cận được đề xuất. Trong [36], một phương pháp thích nghi nhúng được tổng hợp để bù lại sự suy giảm mô men và duy trì hiệu quả làm việc của robot 2- DOF. Một cách điều khiển kháng lỗi thích nghi dựa trên ước lượng biên được thiết kế cho trường hợp tổn thất một phần hiệu quả làm việc của cơ chế chấp hành [112]. Nghiên cứu trong [37] trình bày về điều khiển thích nghi sử dụng kỹ thuật backstepping cho robot có các ràng buộc khớp và bị lỗi cơ chế chấp hành. Kỹ thuật điều khiển trượt đã được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực bao gồm cả điều khiển robot [113], [114]. Một phương pháp tái cấu trúc khi bị lỗi cơ chế chấp hành được phát triển bằng cách sử dụng điều khiển trượt đầu cuối [115]. Để khắc phục lỗi xuất hiện thành phần hằng hoặc biến đổi theo thời gian ở mô men, một luật điều khiển kháng lỗi dựa trên kỹ thuật trượt cho tay máy robot được cung cấp trong [101]. Một số nghiên cứu liên quan tới phát hiện, phân tích và điều khiển lỗi cơ chế chấp hành cho robot có khớp nối mềm [105], cho kiểu tay máy SSRMS bị bó cứng khớp [27], và cho robot có khớp quay tự do [29].
Trong chương này, tác giả sẽ bắt đầu với những nội dung nền tảng và cốt lõi về lý thuyết điều khiển trượt và lý thuyết điều khiển thích nghi. Từđó, tác giả đề xuất một bộ điều khiển trượt thích nghi để đối phó với sự cố tổn thất cơ chế chấp hành xuất hiện trong robot công nghiệp nhiều bậc tự do. Tổn thất CCCH dạng BDT và BDTR ít gặp trong thực tiễn. Nên trong phần thiết kế điều khiển này của luận án, tác giả chỉ xét cho tổn thất CCCH dạng PDT. Các tham số của bộđiều khiển trượt có thể được điều chỉnh và thay đổi theo một luật thích nghi. Tính ổn định của hệ thống được đảm bảo theo tiêu chuẩn Lyapunov. Bộđiều khiển được vận hành ngay ở trạng thái hoạt động bình thường của các cơ chế chấp hành và có khảnăng duy trì chất lượng đáp ứng khá tốt khi mức độ tổn thất không quá lớn.