Phƣơng pháp điều khiển trƣợt.

CHƢƠNG III: MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN ROBOT

3.2.1.Phƣơng pháp điều khiển trƣợt.

Phƣơng pháp điều khiển trƣợt là một dạng của hệ điều khiển có cấu trúc thay đổi VSC (variable structure control) thuộc lớp các hệ thống điều khiển có phản hồi không liên tục. Điều khiển trƣợt đƣợc ứng dụng cho các hệ thống liên tục và rời rạc nhiều đầu ra.

Đặc điểm nổi bật của điều khiển trƣợt là tính bền vững hay nói theo cách khác là hệ thống ít nhạy cảm với sự thay đổi của tham số. Điều khiển trƣợt oone định cho lớp đối tƣợng có tính phi tuyến ca và các tham số không đƣợc biết chính xác, nên phƣơng pháp này dùng phổ biến cho các bài toán điều khiển robot.

40

Các hệ điều khiển trƣợt có tính ổn định và hội tụ toàn cục. Tuy nhiên khi mà giải tần là hữu hạn, ảnh hƣởng của độ trễ và quán tính của đối tƣợng dẫn đến hiện tƣợng dao động xung quanh mặt trƣợt gây lên sai số điều khiển. Để khắc phục hiện tƣợng này ngƣời ta có thể sử dụng thêm phƣơng pháp điều khiển nâng cao chất lƣợng điều khiển.Thiết kế bộ điều khiển trƣợt chia làm 2 bƣớc:

Đầu tiên là lựa chọn mặt trƣợt sao cho sai số điều khiển trƣợt về không Bƣớc tiếp theo là tìm tín hiệu điều khiển để duy trì hệ điều khiển “ trƣợt “ theo mặt trƣợt về gốc tọa độ.

Mặt trƣợt chọn nhƣ sau: S(t)  ee (3-14)

Trong đó:  là ma trận xác định dƣơng và thƣờng chọn là ma trận đƣờng chéo.

e là sai lệch quỹ đạo robot q(t) và quỹ đạo mong muốn qd(t). Nếu robot có phƣơng trình động lực học:

                q g q q q C q q D , (3-15)

Phƣơng pháp điều khiển trƣợt đối với hệ robot là tìm ra tín hiệu điều khiển  thích hợp sao cho S(t) → 0. Lúc này ee= 0 và hệ thống sẽ trƣợt về đến gốc e = 0,



e= 0 đảm bảo q(t) → qd.

Thông thƣờng momen  đƣợc tìm theo phƣơng pháp ổn định Liapunov với hàm V chọn nhƣ sau: 0 2 1   s s V T (3-16)

41

Để s(t) trƣợt về không ( s(t) →0 ) có hai dạng nhƣ sau:

- Điều kiện 1: đảm bảo sT s 0

- Điều kiện 2: sT s 0

và sT s 0

khi và chỉ khi s = 0.

- Phƣơng pháp điều khiển trƣợt truyền thống có 2 nhƣợc điểm chính:

- Do tín hiệu điều khiển  có thành phần không liên tục nên hệ thống khi làm việc sẽ xuất hiện những sai số không mong muốn có tần số cao xung quanh mặt trƣợt và có biên độ phụ thuộc độ lớn của các ma trận xác định dƣơng.

- Phƣơng pháp điều khiển trƣợt đòi hỏi tính toán thành phần điều khiển bù phi tuyến phức tạp.