CHƯƠNG 5 : MÔ PHỎNG ĐỘNG HỌC VÀ GIẢI THUẬT ĐIỀU KHIỂN
5.1 Mô phỏng động học trên phần mềm Matlab Similink
5.1.1 Xây dựng mơ hình mơ phỏng
Mục đích của việc mơ phỏng hoạt động của mơ hình robot trên phần mềm Matlab là kiểm chứng sai số động học giữa thiết kế cơ khí và mơ hình robot lý tưởng. Mơ hình 3D được xây dựng trên phần mềm Solidwork, sau đó sử dụng cơng cụ SimMechanics Link để xuất các file có đi “.STL” từ khối 3D. Liên kết động học giữa các khối được thể hiện bằng sơ đồ liên kết các khối trong Matlab Simulink.
Để tiến hành mô phỏng ta cần thiết lập các thông số cho các khối:
• Machine Environment: thơng số gia tốc trọng trường, chế độ phân tích, sai số, những điều kiện ràng buộc.
• Ground: tọa độ gốc (world frame).
• Khối Body (các khâu ): khối lượng, ma trận moment quán tính, hệ trục tọa độ của khâu đó (các thơng số này thu được ở phần thiết kế trên SolidWork sau khi lựu chọn vật liệu và thơng số).
• Khối Joint (khớp nối): sử dụng các joint theo thiết kế của robot delta và hiệu chỉnh phần trục quay quanh phù hợp với hệ trục tọa độ nối từ khâu trước đó.
Hình 5.1 Phần động học thuận trong phần mềm matlab
- Động học thuận là xác định vị trí của khâu tác động cuối của tay máy khi biết các biến khớp của tay máy
- Động học ngược là tìm các biến khớp của tây máy khi biết vị trị khâu tác động cuối của tay máy . Có 3 phương pháp cơ bản để xác định mơ hình động học ngược của tay máy là phép đảo hướng, phép đảo vị trí và phép đảo kết hợp .
5.1.2 Kết quả mô phỏng
Để vẽ ra quỹ đạo đáp ứng của cụm robot delta đã thiết kế, ta cho thông số đầu vào của mô phỏng động học là một đường tròn nằm trong mặt phẳng Oxy.
Quỹ đạo đường tròn này được đưa vào hàm chia điểm trong matlab, thơng qua bài tốn động học ngược đã được trình bày ở chương 3, ta tính ra tập hợp góc mà khâu 1 cần quay để đạt được quỹ đạo đường trịn. Tập hợp góc này sẽ được truyền vào trong các khối mô phỏng Simulink. Để đo được quỹ đạo đáp ứng của mô phỏng, ta sử dụng khối đồ thị Graph XY để vẽ ra quỹ đạo đầu ra và đầu vào của robot.
Nhận xét kết quả:
Ta nhận thấy rằng sai số động học của thiết kế cơ khí so với cơng thức động học ngược đã được tính ra ở chương 3 là khá nhỏ.