68
Hình 3.5 Sơ đồ thuật giải các bài toán động lực học
3.3.3.1 Thuật giải bài toán động lực học thuận
Các bước mô hình hóa và giải quyết bài toán động lực học thuận của robot di động như sau:
Bước 1:Mô hình hóa cấu trúc động học, động lực học robot di động hai chân, xây dựng các hệ tọa độ khảo sát, xác định các tham số động học và động lực học.
Bước 2: Thiết lập phương trình vi phân chuyển động của robot di động hai chân, tính toán các đại lượng động lực cho từng khâu và toàn bộ robot.
Bước 3: Giải bài toán động lực học thuận, mô men/lực dẫn động tại các khớp của robot di động khi di chuyển được xác định bằng cảm biến thay vào phương trình vi phân chuyển động của robot rồi tích phân và giải, tìm được quy luật chuyển động (vị trí q t( ), vận tốc q t( ) và gia tốc q t( )) các khâu của robot, thay kết quả vừa tìm được vào phương trình động học, phương trình vận tốc, phương trình gia tốc của robot sẽ tìm được quy luật chuyển động (vị trí – hướng p t( ), vận tốc p t( ) và gia tốc p t( )) của các bàn chân.
Bài toán động lực học thuận thường được sử dụng và có ý nghĩa trong bài toán điều khiển. Khi chưa áp dụng bộ điều khiển vào mô hình thực tế, thì quá trình kiểm nghiệm bộ điều khiển trong simulink thì thường sử dụng một khâu để mô tả cho robot thì nội dung của khâu đó thường là giải quyết bài toán động học thuận để tìm quy luật chuyển động thực q(t).
69
3.3.3.2 Thuật giải bài toán động lực học ngược
Các bước mô hình hóa và giải quyết các bài toán động lực học ngược của robot di động hai chân như sau:
Bước 1: Mô hình hóa cấu trúc động học, động lực học robot di động hai chân, xây dựng các hệ tọa độ khảo sát, xác định các tham số động học và động lực học.
Bước 2: Thiết lập phương trình vi phân chuyển động của robot thực hiện việc di chuyển. Tính toán các đại lượng động lực cho từng khâu và toàn bộ robot.
Bước 3: Giải bài toán động học ngược tìm được quy luật chuyển động của các khớp gồm (vị trí q t( ), vận tốc q t( ), gia tốc q t( ) của các khớp theo thời gian) khi biết được quy luật chuyển động của thân và các bàn chân.
Bước 4: Thay kết quả đó vào phương trình vi phân chuyển động và giải sẽ tìm được mômen/lực dẫn động tại các khớp của robot.