1. 5 Phương pháp đọc tín hiệu
2.1Mô hình động học
Để thực hiện việc điều khiển cho robot bám line tốt hơn, ta tiến hành thiết lập mô hình động học hệ thống:
Mô hình động học của robot được biểu diễn như hình:
Hình 3.1 Robot di động truyền động vi sai
Hệ thống tọa độ
Để mô tả vị trí của robot trong mô phỏng, Ta cần xác định hai hệ tọa độ khác nhau.
1. Hệ tọa độ quán tính: Hệ tọa độ này là hệ tọa độ được đặt cố định trong môi trườn mô phỏng robot, dung làm tham chiếu vị trí cho robot, được ký hiệu là {, }.
2. Hệ tọa độ Robot: Hệ tọa độ này là tọa độ gắn với robot có gốc tọa độ là A, do đó di chuyển cùng với nó. Ký hiệu là {, }.
Như (Hình 2.1) vị trí của robot được thể hiện
Ta cần xác định ánh xạ giữa 2 hệ tọa độ, vị trí điểm bất kì trên robot có thể xác được trong hệ tọa độ quán tính và hệ tọa độ Robot như sau:
và
Tọa độ quán tính và tọa độ robot liên hệ nhau bởi công thức:
Với R (:
Từ (1) suy ra:
Những hạn chế về động học của rô bốt dẫn động vi sai:
Ta bỏ qua hiện tượng trượt ngang của robot khi di chuyển, Trong hệ tọa độ quán tính thì vận tốc của điểm chính giữa A bằng 0 dọc theo trục bên:
Ta có:
Hình 3.2 Ràng buộc chuyển động lăn thuần túy
Ta xét trường hợp bánh xe chỉ quay mà không trượt thì vận tốc dài của bánh xe là:
Xét trên hệ tọa độ qui chiếu thì vận tốc từng bánh được thể hiện: (4)
(5)
Sử dụng ma trận xoay R () ta được phương trình: (6)
Vận tốc dài của Robot là trung bình cộng của vận tốc thẳng của hai bánh xe: (7)
Vận tốc góc của robot:
Ta xét vận tốc tại điểm A cũng là vận tốc của robot:
(8)
(9)
Vận tốc tại hệ tọa độ quán tính:
(10)
Tương đương:
(11)
Hình 3.3 Mô phỏng trên Matlab Simulink (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Khối động cơ:
Hình 3.4 Mô hình động cơ robot
Hình 3.5 Khối biến đổi vận tốc robot, vận tốc góc 2 bánh
Cảm biến:
Robot sử dụng 1 cảm biến dò line, tùy dòng cảm biến sẽ có các giá trị đọc khác nhau. Khi robot vừa vào line đen, giá trị tại ngưỡng giữa nền trắng và line đen là:
Hình 3.6 Giá trị đọc về của cảm biến khi gặp line đen là 2973
Hình 3.8 Khối cảm biến dò line
Chương 5 BỘ ĐIỀU KHIỂN