Bộ điều khiển SMC có độ quá điều khiển nhỏ hơn DSC, nhưng nó cho thấy độ lệch nhỏ ở cuối quỹ đạo dẫn đến sai lệch bám thấp nhất.
Tính tốn sai số bằng phương pháp sai số tuyệt đối trung bình MAE (Mean Absolute Error)theo cơng thức:
1 1 error n i i MAE n (3.51)
Có thể nhận thấy thuật tốn MPC cho chất lượng bám quỹ đạo tốt nhất khi thời gian quá độ chỉ mất khoảng 3,1 giây để đạt chất lượng bám chính xác (Bảng 3.7).
Bảng 3.7. Bảng so sánh các phương pháp Phương pháp Tqđ (s) MAE Phương pháp Tqđ (s) MAE x y MPC 3,6 0.5740 0.4188 0.5076 SMC 8,1 0.7878 0.8747 0.4811 DSC 5,9 0.6726 0.6371 0.3735
Hơn nữa, kết quả tính tốn dựa trên phương pháp MAE cho thấy sai lệch của MPC cũng nhỏ hơn phương pháp DSC và SMC.
Trên đây là mô phỏng kiểm chứng hiệu quả cũng như so sánh đánh giá chất lượng điều khiển của bộ điều khiển MPC với các bộ điều khiển khác để chứng minh tính đúng đắn và sự phù hợp của phương pháp về lý thuyết. Bên cạnh đó, với mục tiêu thực thi, ứng dụng, và thử nghiệm trên mơ hình robot thực tế, kết hợp với những ưu điểm vượt trội của ROS trong việc thiết kế và xây dựng các hệ thống robot như đã trình bày trong mục 1.3. Trước tiên, toàn bộ hệ thống đề xuất sẽ được triển khai và đánh giá trên môi trường ROS kết hợp với phần mềm Gazebo. Việc sử dụng công cụ Gazebo sẽ mơ phỏng được các đặc tính vật lý, động học và động lực học của robot. Hơn nữa thuật toán điều khiển được lập trình và thực thi cho mơ hình robot thực tế dựa trên cấu trúc các nút hệ thống trong ROS có thể được sử dụng để kiểm chứng với mơ hình robot được mơ phỏng trên Gazebo. Từ đó, tính hiệu quả và chất lượng của bộ điều khiển đã đề xuất có thể được đánh giá sát với khi triển khai trên mơ hình thực tế nhất có thể. Phần thử nghiệm thuật tốn điều khiển trên ROS sẽ được trình bày trong mục 3.4.3.
3.4.3. Thử nghiệm quỹ đạo chuyển động của FWOMR sử dụng MPC trên cơ sở phần mềm ROS phần mềm ROS
Trong phần này, luận án sử dụng công cụ mô phỏng Gazebo, giám sát bằng công cụ trực quan Rviz trên nền tảng hệ điều hành ROS nhằm đánh giá kết quả của bộ điều khiển MPC đã chọn.
Hình 3.16 mơ tả sơ đồ khối thuật toán MPC được sử dụng trong ROS: