Các bài toán mô phỏng số các bộ điều khiển được trình bày trong mục 5.2 dưới đây sẽ sử dụng thống nhất bộ thông số dữ liệu của robot di động hai chân từ kích thước động học, thông số động lực học, miền giá trị của các tín hiệu vào ra cũng như quỹ đạo chuyển động mong muốn.
Mô hình robot di động hai chân được sử dụng trong các bài toán điều khiển là mô hình chuyển động phẳng đã được dùng trong các bài toán động học, động lực học được giới thiệu trong Hình 1.19.
Thông số về kích thước động học của robot trong Bảng 5.1 và Bảng 5.2 là các tham số động lực học của các khâu bao gồm khối lượng và tọa độ khối tâm, tenxơ quán tính của các khâu được cho trongBảng 5.3.
Bảng 5.1 Thông số kích thướccủa robot di động hai chân
Chiều dài a13, a23 a14, a24 a16, a26 l1 l2
104
Bảng 5.2 Tham số động lực học của robotdi động hai chân
Khâu lượng (kg)Khối Kích thước động học
(m)
Tọa độ khối tâm trong hệ tọa độ khâu xci yci zci Thân 38.8 0.368695 0 0 1-1, 2-1 1-2 1.23 0 1-3 4.630208 0.38 -0.217258 0 0.000968 1-4 3.256650 0.38 -0.196234 0 0.000833 1-5 0.42 0 1-6 0.808033 0.08 0.053502 0.046994 0.001880 2-2 1.23 0 2-3 4.630208 0.38 -0.217258 0 0.000968 2-4 3.256650 0.38 -0.196234 0 0.000833 2-5 0.42 0 2-6 0.808033 0.08 0.053502 0.046994 0.001880
Bảng 5.3 Tenxơ quán tính của các khâu robotdi động hai chân
Khâu IXX IYY IZZ IXY IXZ IYZ Thân 0.243899 2.211455 2.029478 0 0 0 1-1, 2-1 1-2 0.002785 0.104170 0.104667 0 0.002378 0 1-3 1-4 0.001220 0.046951 0.047141 0 0.001668 0 1-5 0.004905 0.001111 0.005497 0.000851 0.000124 0.000109 1-6 2-2 0.002785 0.104170 0.104667 0 0.002378 0 2-3 2-4 0.001220 0.046951 0.047141 0 0.001668 0 2-5 0.004905 0.001111 0.005497 0.000851 0.000124 0.000109 2-6
Các khâu của robot di động hai chân được thiết kế trong phần mềm thiết kế 3D Solidworks, nên giá trị các thông số khối lượng, tọa độ khối tâm, momen quán tính của các khâu được nhập từ phần mềm SolidWorks.
Với các bộ điều khiển sử dụng miền giá trị vật lý của các tín hiệu vào ra như bộ điều khiển mờ, điều khiển đại số gia tử và điều khiển mạng noron thì sẽ sử dụng bảng dữ liệu về miền giá trị vật lý của các tín hiệu vào ra cho trong Bảng 5.4.
105
Khâu ei dei ui
1 [-0.01,0.01] (rad) [-2.5, 2.5] (rad/s) [-480,480] (Nm) 2 [-0.01,0.01] (rad) [-0.01,0.01] (rad/s) [-420,420] (Nm) 3 [-0.1e-2,0.1e-2] (rad) [-0.1e-2,0.1e-2] (rad/s) [-420,420] (Nm) 4 [-0.001,0.001] (rad) [-0.3,0.3] (rad/s) [-380,380] (Nm) 5 [-0.001,0.001] (rad) [-0.01,0.01] (rad/s) [-150,150] (Nm) 6 [-0.001,0.001] (rad) [-0.01,0.01] (rad/s) [-220,220] (Nm) 7 [-0.1e-1,0.1e-1] (rad) [-0.01,0.01] (rad/s) [-38,38] (Nm)
Quỹ đạo chuyển động của robot dùng trong các bài toán điều khiển là quỹ đạo đã được thiết kế trong Chương 2 và được sử dụng trong các bài toán động học ngược và động lực học ngược. Bao gồm quỹ đạo chuyển động ở bước khởi động 1 trong Hình 2.13, quỹ đạo ở bước khởi động 2 Hình 2.15, quỹ đạo ở bước đi đều Hình 2.16 và quỹ đạo ở bước kết thúc Hình 2.17 cùng với các đồ thị chuyển động theo thời gian tương ứng.
Các quỹ đạo chuyển động của robot bao gồm quỹ đạo của hông, của mắt cá chân đã được đưa vào bài toán động học ngược để giải và thu nhận được quỹ đạo chuyển động của các khớp bao gồm vị trí, vận tốc, gia tốc sau đó được lưu thành các file dữ liệu pqtsj.mat, vqtsj.mat, aqtsj.mat được dùng làm quỹ đạo đặt cho các bài toán điều khiển.
Phần tiếp theo sẽ trình bày các bài toán và kết quả mô phỏng các bộ điều khiển với các dữ liệu đầu vào vừa trình bày ở trên.