Mô phỏng số 87 

4.4 Điều khiển trượt robot song song trong không gian thao tác 82 

4.4.3 Mô phỏng số 87 

4.4.3.1 Nội dung mô phỏng số

Thực hiện mô phỏng số với đối tượng là robot song song phẳng được xác định trong mục 1.5. Mơ hình có bao gồm cả thành phần mô tả ảnh hưởng của động cơ dẫn động. Thiết lập hai mô phỏng số bao gồm: điều khiển trượt với luật điều khiển như

Hình 4.9 và điều khiển PD + bù trọng lực. Với các tham số thiết lập như sau:

Tham số của bộ điều khiển được chọn như sau:

SMC: L30diag(1,1,1); Kpd 200diag(1,1,1); Ks0.01diag(1,1,1)

PD: Kp 850diag(1,1,1), Kd 150diag(1,1,1).

Thêm nữa, các tham số của robot như khối lượng và mơ men qn tính sử dụng trong mơ hình động lực học được chọn có sai lệch so với giá trị thiết lập vào khoảng 15-25% nhằm thử nghiệm khả năng đáp ứng của bộ điều khiển

Robot song song di chuyển bàn máy động theo một đường trịn có tâm ( ,x yC C)

= (0.6, 0.4) m và bán kính R = 0.12 m. Trong quá trình di chuyển bàn máy động luôn giữ một hướng không đổi   / 3 rad

4.4.3.2 Kết quả mô phỏng

Các kết quả mô phỏng được thể hiện trong các biểu đồ từ Hình 4.11 đến Hình

4.20. Các kết quả đã cho thấy, với bộ điều khiển SMC bàn máy động bám được theo

quỹ đạo mong muốn trong khoảng 0.22 giây (Hình 4.15 và Hình 4.17) trong khi bộ điều khiển PD cần tới 1 giây để đạt được (Hình 4.16 và Hình 4.18). Sai lệch vị trí của bàn máy động được giữ trong khoảng 10-5 mm và sai lệch về góc nghiêng khoảng 10- 5 radian. Hình 4.19 và Hình 4.20 chỉ ra rằng quỹ di chuyển của tâm bàn máy động so với quỹ đạo tham chiếu do bộ điều khiển SMC tốt hơn bộ điều khiển PD.

88

Hình 4.11: Thơng số quỹ đạo trong khơng

gian thao tác (SMC) Hình 4.12: Thơng số quỹ đạo trong khơng gian thao tác (PD)

Hình 4.13: Đồ thị biến khớp chủ động (SMC)

Hình 4.14: Đồ thị biến khớp chủ động (PD)

Hình 4.15: Sai lệch bám quỹ đạo theo x,y

(SMC) Hình 4.16: Sai lệch bám quỹ đạo theo x, (PD)

Hình 4.17: Sai lệch bám của góc nghiêng

bàn máy động (SMC) Hình 4.18: Sai lệch bám của góc nghiêng bàn máy động  (PD)

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 t [s] -0.15 -0.1 -0.05 0 0.05 E rror [ m ] ex[m] ey[m]

89

Hình 4.19: Quỹ đạo đáp ứng và quỹ đạo

mong muốn của tâm bàn máy động (SMC) mong muốn của tâm bàn máy động (PD) Hình 4.20: Quỹ đạo đáp ứng và quỹ đạo

Trong phần này, bộ điều khiển trượt đã được triển khai thành công để điều khiển robot song song phẳng 3RRR. Kết quả mô phỏng cho thấy chuyển động của bàn máy đáp ứng bám nhanh vào quỹ đạo đặt. Thời gian đáp ứng chỉ khoảng 0.2 giây. Song song với bộ điều khiển SMC thì bộ điều khiển PD cũng được triển khai để so sánh kết quả. Chất lượng điều khiển đạt được của bộ điều khiển SMC có ưu thế hơn hẳn bộ điều khiển PD về cả tốc độ bám quỹ đạo lẫn sai lệch điều khiển.