Chương 1.1 Tuyến tính hóa chính xáo 1 1.1 Giới thiệu chung, 1 1.1 Hệ có cầu chức mô hình affine " 1.2 Công en loàn học 12 1.2 phan tich hé affine 16 1.1 Xác định bậc tương đội.2 Tuyến tỉnh hóa chính xác hệ MIMO 21 1.2 Điều khiến thích nghỉ 30 1.1 Điền khiển thích nghỉ tự chỉnh (STR) 30 1.2 Diễn khiển thích nghỉ cỏ mô hình theo đối (MR.AC) 4l Chương 2. XÁY DỰNG THUẬT TOÁN ĐIỂU KHIÉN THÍCH NGHỊ 4s CHO ROBOT CONG NGHIEP 2.1 Mé hinh Robot nhiéu bac uy do 45 2.1 Khai qual chung vé Robot 45 2.2 Phương trình động lực học Robot nhiễu bậc tự do.2 Tuyến tính hóa chính xảe mỏ hình Robot 3 2.3 Xây dựng thuật toán điệu khiển thích nghỉ cho Robot %6 2.1 Bài toán thiết kết 56 2.2 Thuật toản điêu khiển chưng, 56 18 Htau Tring - Kha 2009 ĐK&TÐDH tạ Điều khiẩn thích nghi robat công nghiệp Chương, 3. UNG DING THUẬT TOÁN BIEL KHIỂN THÍCH NGHỊ 60 CHO ROBOT BA BAC TU DO 3.1 Mô hình Robot ba bậc tự đo 60 3.2 Tuyển tỉnh hóa chính xáo 65 3.3 Thuật toán thích nghị 6 3.4 Kết quả mô phỏng 69 Chương 4. KẾT LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ 15 Danh mục các tài liệu tham khảo 76 18 Hitu Tring - Khóa 2009 ĐK&TĐH Điều khiẩn thích nghi robat công nghiệp Danh mục các ký hiệu, chữ việt tắt CLF Ham diéu khién Lyapunov I§8 CLF Hàm điểu khiển Lyapunov Ổn định vào trạng thái I§8 Ôn định vào trạng thái NL Hệ hỏi tiếp thục với mô hình ( của Hanamertsin ) SISO.
Hệ một tin hiệu vào một tín hiệu ra MISO Hệ nhiều tin hiệu vào một tin hiệu ra MIMO Hệ nhiều tin hiệu vào nhiều tín hiệu ra STR Điều khiển thích nghĩ tự chính ( self- tuning - regulator} PI __ Tỷ lệtíchphân( Proportional — Integral } PID Tỷlệtichphân vả vi phân (Proportional Integral Derivative) LQR Bộ điểu khién LOR (linear quadratic regulator) MRAC Điều khiển thích nghỉ có mô hình theo đôi MIT Luật digu chinh MIT ( Massachusetts Institute of Technology ) Lé Hitu Trang - Khoa 2009 DKATDH Điều khiẩn thích nghi robat công nghiệp Danh mục các ký hiệu, chữ việt tắt CLF Ham diéu khién Lyapunov I§8 CLF Hàm điểu khiển Lyapunov Ổn định vào trạng thái I§8 Ôn định vào trạng thái NL Hệ hỏi tiếp thục với mô hình ( của Hanamertsin ) SISO. Hệ một tin hiệu vào một tín hiệu ra MISO Hệ nhiều tin hiệu vào một tin hiệu ra MIMO Hệ nhiều tin hiệu vào nhiều tín hiệu ra STR Điều khiển thích nghĩ tự chính ( self- tuning - regulator} PI __ Tỷ lệtíchphân( Proportional — Integral } PID Tỷlệtichphân vả vi phân (Proportional Integral Derivative) LQR Bộ điểu khién LOR (linear quadratic regulator) MRAC Điều khiển thích nghỉ có mô hình theo đôi MIT Luật digu chinh MIT ( Massachusetts Institute of Technology ) Lé Hitu Trang - Khoa 2009 DKATDH Điều khiẩn thích nghi robat công nghiệp Tình 3.4 Tin hiệu q Hình 3.5 Tin hiệu1, Hình 3.6 Tin hiện 1, Tinh 3.7 Tin hiệu điều khiển u Tình 3.9 Tin hiệu1, Hình 3.10 Tin hién !, Lé Hitu Trang - Khoa 2009 DKATDH Điều khiẩn thích nghi robat công nghiệp Tình 3.4 Tin hiệu q Hình 3.5 Tin hiệu1, Hình 3.6 Tin hiện 1, Tinh 3.7 Tin hiệu điều khiển u Tình 3.9 Tin hiệu1, Hình 3.10 Tin hién !, Lé Hitu Trang - Khoa 2009 DKATDH Điều khiẩn thích nghi robat công nghiệp Tình 3.4 Tin hiệu q Hình 3.5 Tin hiệu1, Hình 3.6 Tin hiện 1, Tinh 3.7 Tin hiệu điều khiển u Tình 3.9 Tin hiệu1, Hình 3.10 Tin hién !, Lé Hitu Trang - Khoa 2009 DKATDH Điều khiẩn thích nghi robat công nghiệp LOI CAM DOAN Tôi xin cam đoan quyển luận văn thạc sỹ “Diều khiển thích nghỉ robot công, nghiệp” do tôi tự nghiên cứu đưới sự hướng dẫn của PGS. TS Phan Xuân Minh với kết qnả hoàn toàn cỏ thật. Dễ hoàn thành luận văn này tôi chỉ sử dụng các tài liện ở danh mục thara khảo, những kết quả nghiên cứu trong tận văn này là trung thực vả không sao chép ở bắt kỳ tải liện nào.
ngày 26 tháng 06 năm 2011 HỌC VIÊN LEU TRE Lé Hitu Trang - Khoa 2009 DKATDH Điều khiẩn thích nghi robat công nghiệp Với sự hỗ trợ của ISš và hình học vi phân Phương pháp xây đụng bộ điểu khiển thích nghỉ theo mỏ hình mẫu trên cơ sở tuyến tính hỏa chỉnh xác được thêm: bộ bủ bất định nhằm diéu khiển hệ bam theo mô hình mẫu có điểm cực đặt trước (điểm cực nằm bên trái trục ảo) đã loại trừ được nhiễu bất định và khắc phục được các nhược điểm của các phương pháp trên. Mục đính, đổi tượng và phạm vì nghiên cứu của để tài Bài toán điển khiển robot trong thực tế là rất Khó khăn, vì chủng ta phai lam việc với những mô hình bắt định đo đổi tượng chịu ảnh hưởng bởi nhiễu nội tại bên trong và các tín hiệu bên ngoài không mong muền tác động vào đối tượng. Dễ giải được bai toan nay chúng ta sử đụng sự trợ giúp của “lIệ thống điều khiển thích nghỉ” Trong thực lễ tham số của robot khó eó thể đo hoặc xảc định chính xác, mội số tham số biển đổi trong quá trình làm việc nha khối luong tải robot gắp ở tay, mỏmen quán tính tải, các thành phân ra sắt trong các khớp của robot. Với các bộ điều khiển kinh điển khỏ có thể giải quyết được, để nâng cao chất lượng, điều khiển chúng ta không thể bỏ qua các thành phần bắt định, nhiễu hay các tin hiệu ngoại sinh khác tác động vào đối tượng.
Vì vậy tận vấn xin đua ra một phương pháp điều khiển thích nghỉ mới, xây dựng bộ điêu khiển the mô hình mẫu trên cơ sở tuyển tỉnh hóa chính xác và có thèm bộ chỉnh định nhằm điều khiển hệ bảm theo mê hình tuyễn linh mẫu có điểm cục đặt tước (các điểm cực nắm bên trải trục áo). Phương pháp mới này có khả năng khử nhiễu bất định tác động vào hệ thông, và đây cũng là xnục dich của luận văn. Phương pháp nghiên cửu Nghiên cứu lý thuyết để xây đựng thuật tuán điểu khiển Mô hình hóa, rnô phỏng trên máy tính để phân tích, kiểm nghiệm. Lé Hitu Trang - Khoa 2009 DKATDH Điều khiẩn thích nghi robat công nghiệp LOI CAM DOAN Tôi xin cam đoan quyển luận văn thạc sỹ “Diều khiển thích nghỉ robot công, nghiệp” do tôi tự nghiên cứu đưới sự hướng dẫn của PGS.
TS Phan Xuân Minh với kết qnả hoàn toàn cỏ thật. Dễ hoàn thành luận văn này tôi chỉ sử dụng các tài liện ở danh mục thara khảo, những kết quả nghiên cứu trong tận văn này là trung thực vả không sao chép ở bắt kỳ tải liện nào. ngày 26 tháng 06 năm 2011 HỌC VIÊN LEU TRE Lé Hitu Trang - Khoa 2009 DKATDH Điều khiẩn thích nghi robat công nghiệp Danh mục các hình vẽ và đỗ thị: Hình I.L Thiết kế bộ điều khiển tách kênh cho đối lượng tuyển tính Tlinh 1.2 Điền khiển tuyến tính hỏa chỉnh xác quan hệ vào — ra đổi lượng MIMO phi tuyên Hình I.3 Điều khiển tuyến tính hỏa chỉnh xác quam hệ vào — trang thái đổi tượng MIMO phi tuyén Hinh 1.4 Cầu trúc chung của bộ điều khiến thích nghỉ tự chỉnh Hình 1.5 Xác định tham số PI theo phương pháp độ lớn Hình 1.6 Xác định tham số PID và bộ điều khiển tiễn xủ lý theo phương pháp đôi xứng, Hình 1.7 Xác định tham số tối uu theo nhiễu cho bộ điều khiến Hình 1.8 Mô tả câu trúc điều khiển phản hỏi ( hỏi tiếp ) bằng bộ điều khiển tĩnh.9 Thay bộ điều khiển R(s) bằng một bộ điển khiến tĩnh, phản hỏi trạng thải R và một bộ quan sắt trạng thái Luenberger Hình 1.10 Bải toán thiết kể bộ điều khiển có mô hình mẫu Hinh 1.11 cầu trúc chung của các bộ điều khiển thích nghỉ có mô hình theo đối Hinh 2.1 Robot di động điều khiến tử xa Hinh 2.2 Robot tự hành.3 Tay may gdp vat Hình 2.4 Tay máy đủng khí nén hút vật Hình 2.6 cầu trúc bộ điểu khiển bù bất định.1 Cấu hình Robot ba bậc tự do Hinh 3.2 Sơ đồ mô phỏng trên raatlab/simulinkc Hinh 3.3 Tín hiệu điều khiểnu Lé Hitu Trang - Khoa 2009 DKATDH Điều khiẩn thích nghi robat công nghiệp Với sự hỗ trợ của ISš và hình học vi phân Phương pháp xây đụng bộ điểu khiển thích nghỉ theo mỏ hình mẫu trên cơ sở tuyến tính hỏa chỉnh xác được thêm: bộ bủ bất định nhằm diéu khiển hệ bam theo mô hình mẫu có điểm cực đặt trước (điểm cực nằm bên trái trục ảo) đã loại trừ được nhiễu bất định và khắc phục được các nhược điểm của các phương pháp trên. Mục đính, đổi tượng và phạm vì nghiên cứu của để tài Bài toán điển khiển robot trong thực tế là rất Khó khăn, vì chủng ta phai lam việc với những mô hình bắt định đo đổi tượng chịu ảnh hưởng bởi nhiễu nội tại bên trong và các tín hiệu bên ngoài không mong muền tác động vào đối tượng.
Dễ giải được bai toan nay chúng ta sử đụng sự trợ giúp của “lIệ thống điều khiển thích nghỉ” Trong thực lễ tham số của robot khó eó thể đo hoặc xảc định chính xác, mội số tham số biển đổi trong quá trình làm việc nha khối luong tải robot gắp ở tay, mỏmen quán tính tải, các thành phân ra sắt trong các khớp của robot. Với các bộ điều khiển kinh điển khỏ có thể giải quyết được, để nâng cao chất lượng, điều khiển chúng ta không thể bỏ qua các thành phần bắt định, nhiễu hay các tin hiệu ngoại sinh khác tác động vào đối tượng. Vì vậy tận vấn xin đua ra một phương pháp điều khiển thích nghỉ mới, xây dựng bộ điêu khiển the mô hình mẫu trên cơ sở tuyển tỉnh hóa chính xác và có thèm bộ chỉnh định nhằm điều khiển hệ bảm theo mê hình tuyễn linh mẫu có điểm cục đặt tước (các điểm cực nắm bên trải trục áo). Phương pháp mới này có khả năng khử nhiễu bất định tác động vào hệ thông, và đây cũng là xnục dich của luận văn.
Phương pháp nghiên cửu Nghiên cứu lý thuyết để xây đựng thuật tuán điểu khiển Mô hình hóa, rnô phỏng trên máy tính để phân tích, kiểm nghiệm. Lé Hitu Trang - Khoa 2009 DKATDH Điều khiẩn thích nghi robat công nghiệp Tình 3.4 Tin hiệu q Hình 3.5 Tin hiệu1, Hình 3.6 Tin hiện 1, Tinh 3.7 Tin hiệu điều khiển u Tình 3.9 Tin hiệu1, Hình 3.10 Tin hién !, Lé Hitu Trang - Khoa 2009 DKATDH Điều khiẩn thích nghi robat công nghiệp controller). Ngoai ra còn có, Zhu ø øí. đã thiết kế bộ điều Khiên có câu trúc biện đổi ma ứng đụng bộ quan sát trên mô hình mẫu với vide ude lượng Tham số đặt truớc.
De Queiroz ef al.