Từ phương trình (4.21), ta sẽ dùng các khối trong Simulink của Matlab để thiết kế bộ điều khiển mômen tính. Các tham số của phương trình cũng sẽ được thừa kế từ khối thư viện bipedlib[13]. Sau đây là mô hình thiết kế.
Hình 4.4. Mô hình chƣơng trình mô phỏng dáng đi của robot bằng phƣơng pháp mômen tính
Giải thích một số thành phần trong mô hình trên.
Khối computed torque: Đây là khối quan trọng nhất, chính là bộ điều khiển mômen tính. Ngõ vào của khối này là giá trị của tọa độ tổng quát, vi phân của các tọa độ này, các ngoại lực và tín hiệu tham chiếu. Các tọa độ tổng quát, vi phân của các tọa độ này được trích ra từ trạng thái ngõ ra của robot (qpq), các ngoại lực cũng được lấy từ khối Biped model (forces). Ngoài ra, tín hiệu tham chiếu (r) được đưa vào từ file myRef.mat. Chi tiết của khối này sẽ được trình bày chi tiết ở sau.
Khối Biped model: Đây cũng là một khối quan trọng, khối này chứa cấu hình, phương trình động học của robot. Mômen điều khiển các khớp (u) sẽ là ngõ vào của khối này. Chức năng của khối này chính là tính toán các góc của khớp nối trên robot, vị trí của robot trong mặt phẳng, tốc độ di chuyển của robot, trạng thái chân của robot…Khối này đã được trình bày ở chương 2.
Khối save: Khối này có chức năng lưu lại các giá trị trạng thái của robot (các góc của khớp nối), các giá trị mômen, tín hiệu tham chiếu, trạng thái hai chân…vào một file Data.mat. File này sẽ dùng để vẽ, quan sát các tín hiệu… Khối observe: Khối này có nhiệm vụ là kết hợp nhóm tín hiệu ra – tham chiếu
để vẽ trên cùng một đồ thị. Khối này cho chúng ta quan sát được và biết được liệu rằng tín hiệu ra có bám chặt vào tín hiệu tham chiếu hay không.
Hình 4.5. Khối điều khiển mômen tính (computed torque)
Trong khối này, khối ( ) sẽ là vector chứa các tọa độ tổng quát, vi phân của tọa độ tổng quát, ngoại lực tác động. Khối chứa các giá trị của tín hiệu tham chiếu ( ), vi phân bậc nhất ( ), vi phân bậc hai ( ) của tín hiệu tham chiếu.
Và quan trọng nhất trong khối điều khiển này chính là khối controller. Khối này nhận tất cả các giá trị ngõ vào của các khối trước đó đưa vào. Khối controller sẽ tính toán giá trị mômen theo công thức (4.21). Trong khối controller này, một hàm tính toán tên là Linearization.m (xem phụ lục A.3) sẽ được dùng để tính toán giá trị mômen .
Hình 4.6. Khối controller dùng để tính toán mômen
Kết chƣơng:
Chương này trình bày về phương pháp điều khiển mômen tính (computed torque), trình bày về cách xây dựng phương trình toán học (4.21) dùng trong việc tính toán mômen từ những tham số có sẵn của robot, từ phương trình động học, cấu hình và vị trí của robot. Từ phương trình xây dựng được (4.21), tiến hành xây dựng bộ điều khiển mômen tính từ những thành phần của Simulink và thư viện bipedlib. Kết quả chạy mô phỏng của robot sử dụng phương pháp điều khiển mômen tính sẽ được trình bày trong chương 5.
CHƢƠNG 5
KẾT QUẢ MÔ PHỎNG