Bảng 4.2 là danh sách các thiết bị dùng trong cấu hình hên PAM 1 bậc tự do. Encoder 3600 xung/ vịng được sử dụng để đo góc ( 1). Card NI PCI6221 được sử dụng để điều khiển và thu thập dữ liệu kết nối trực tiếp với máy tính. Card NI PCI 6221 tạo ra điện áp điều khiển van áp suất và thu thập tín hiệu encoder, các tín hiệu ngõ vào được thu thập và xử lý trên máy tính với phần mềm Matlab/Simulink với thời gian lấy mẫu 10ms. Chiều dài cánh tay địn là 20cm, các tải lần lượt có khối lượng 100g, 200g và 500g. Tầm hoạt động của cánh tay được giới hạn trong khoảng -1 đến 1 rad.
Bảng 4.2. Danh sách các thiết bị dùng trong cấu hình PAM 1 bậc tự do
No. Name Model
1 Pneumatic artificial muscle MAS-10-N-220
2 Rotary encoder E40S6-3600-3-T-24
3 Electro Pneumatic regulator EV-2500-008
4 Control Card NI PCI-6221
Mơ hình tốn của hệ thống có dạng như sau:
( , ) ( , )
x f X t g X t u
y x (3.18)
63 1 ˆ( ,t) ( ) ˆ( , ) AFSMC FA d u f X u x Ksign s g X t (3.19)
Với các hàm phi tuyến f X tˆ ( , ) và g X tˆ( , ) được xấp xỉ bằng mơ hình Fuzzy. Sau khi huấn luyện mơ hình Fuzzy, sai số mơ hình sẽ được sử dụng để thiết kế mơ hình Fuzzy thích nghi.
4.2.2. Kết quả điều khiển
4.2.2.1. Kết quả nhận dạng
Tập dữ liệu được thu thập trong thực nghiệm với ngõ vào ngẫu nhiên và khơng có tải. Dữ liệu gồm có ngõ vào điều khiển van áp suất và ngõ ra la góc của cánh tay địn. Vận tốc góc được lấy bằng cách đạo hàm vị trí theo thời gian và đây là tín hiệu tham chiếu huấn luyện mơ hình Fuzzy. Giải thuật DE được sử dụng để tìm ra các tham số của mơ hình Fuzzy với các tham số ban đầu f cr [0.7 0.4].
Hình 4.3 và Hình 4.4 thể hiện sơ đồ mơ hình Fuzzy xấp xỉ hàm f X tˆ ( , ) và g X tˆ( , ). Các mơ hình được huấn luyện đồng thời. Cả 2 có cùng khâu tỉ lệ đầu vào là 0.5 đảm bảo tín hiệu ngõ vào trong tầm -2 đến 2 rad. Hệ số ngõ ra được chọn cho hàm f X tˆ ( , )
là 5, và g X tˆ( , ) là 1. Mục tiêu là tìm được hàm xˆ*gần với giá trị của x. Hàm mục tiêu được định nghĩa như sau:
* 1 1 ˆ ( ) N n J x x N (3.20)
Với xlà đạo hàm của x (góc của cánh tay địn) được thu thập từ thực nghiệm. Giá trị
ˆ
xlà ngõ ra của mơ hình ước lượng sử dụng giải thuật mờ như sau:
* ˆ
ˆ ( , ) ˆ( , )
x f X t g X t u (3.21)
Hình 4.3. Sơ đồ mơ hình Fuzzy xấp xỉ f(x,t)
64
Hình 4.5. Kết quả huấn luyện