Thiết Kế Mô Hình và Bộ Điều Khiển Đồng Bộ cho Robot 3 Bậc Tự Do
Trường đại học
Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí MinhChuyên ngành
Công nghệ Kỹ thuật Điều khiển và Tự động hóaNgười đăng
Ẩn danhThể loại
Đồ án tốt nghiệp2022
129
2
0
Phí lưu trữ
30.000 VNĐMục lục chi tiết
Tóm tắt
I. Mô hình robot
Mô hình robot là nền tảng cơ bản để thiết kế và phát triển hệ thống robot. Trong đồ án này, mô hình robot được xây dựng dựa trên hệ thống hai cánh tay robot 3 bậc tự do. Mô hình này được thiết kế trên phần mềm SolidWorks, đảm bảo độ chính xác và tối ưu hóa về kích thước và khối lượng. Cánh tay robot được mô phỏng với các khớp và liên kết, tạo thành hệ thống động học phức tạp. Mô hình này không chỉ phục vụ mục đích nghiên cứu mà còn có thể ứng dụng trong các lĩnh vực công nghiệp tự động hóa.
1.1 Thiết kế mô hình
Thiết kế mô hình bao gồm việc xác định kích thước, khối lượng và các thông số kỹ thuật của cánh tay robot. Mô hình được thiết kế với kích thước 1500x500x400 mm và khối lượng tổng thể 60 kg. Các khớp và liên kết được tính toán để đảm bảo khả năng hoạt động trong không gian làm việc 30 cm². Mô hình robot tự động này được tối ưu hóa để giảm thiểu sai số và tăng hiệu suất hoạt động.
1.2 Mô phỏng động học
Mô phỏng động học là bước quan trọng để kiểm tra tính khả thi của mô hình robot. Quá trình này bao gồm việc tính toán động học thuận và nghịch, giúp xác định quỹ đạo chuyển động của cánh tay robot. Kết quả mô phỏng cho thấy mô hình có thể hoạt động ổn định trong không gian làm việc chung, đáp ứng yêu cầu của hệ thống điều khiển robot.
II. Bộ điều khiển robot
Bộ điều khiển robot là thành phần quan trọng giúp hệ thống hoạt động chính xác và đồng bộ. Trong đồ án này, bộ điều khiển robot được thiết kế dựa trên mạng CAN, đảm bảo khả năng điều khiển phân tán và đồng bộ cho hệ hai cánh tay robot 3 bậc tự do. Bộ điều khiển này sử dụng các giải thuật điều khiển robot như Master-Slave và Cross-Coupling để đảm bảo tính đồng bộ và ổn định của hệ thống.
2.1 Thiết kế bộ điều khiển
Thiết kế bộ điều khiển bao gồm việc lựa chọn các linh kiện điện tử và thiết kế mạch điều khiển. Bộ điều khiển được thiết kế để điều khiển đồng bộ hai cánh tay robot thông qua mạng CAN. Các module giao tiếp giữa các vi điều khiển được thiết kế để đảm bảo tính đồng bộ và ổn định của hệ thống. Công nghệ robot được áp dụng để tối ưu hóa hiệu suất điều khiển.
2.2 Kiểm chứng giải thuật
Kiểm chứng giải thuật là bước quan trọng để đảm bảo tính chính xác của bộ điều khiển robot. Các giải thuật Master-Slave và Cross-Coupling được kiểm chứng thông qua mô phỏng và thực nghiệm. Kết quả cho thấy giải thuật Cross-Coupling có khả năng đồng bộ tốt hơn, giảm thiểu sai số và tăng tính ổn định của hệ thống. Ứng dụng robot trong thực tế sẽ được cải thiện đáng kể nhờ các giải thuật này.
III. Hệ hai cánh tay robot 3 bậc tự do
Hệ hai cánh tay robot 3 bậc tự do là hệ thống phức tạp với nhiều thách thức trong thiết kế và điều khiển. Hệ thống này được thiết kế để hoạt động đồng bộ trong không gian làm việc chung, đảm bảo tính linh hoạt và hiệu quả. Thiết kế robot bao gồm việc tính toán động học, quy hoạch quỹ đạo và thiết kế các giải thuật điều khiển. Hệ thống này có thể ứng dụng trong các lĩnh vực như lắp ráp, vận chuyển và xử lý vật liệu.
3.1 Tính toán động học
Tính toán động học là bước quan trọng để xác định quỹ đạo chuyển động của hệ hai cánh tay robot. Quá trình này bao gồm việc tính toán động học thuận và nghịch, giúp xác định vị trí và hướng của các khớp trong không gian làm việc. Kết quả tính toán được sử dụng để thiết kế các giải thuật điều khiển, đảm bảo tính đồng bộ và ổn định của hệ thống.
3.2 Quy hoạch quỹ đạo
Quy hoạch quỹ đạo là quá trình xác định đường đi của cánh tay robot trong không gian làm việc. Quá trình này bao gồm việc thiết kế các quỹ đạo từ điểm đến điểm, quỹ đạo hình tam giác và quỹ đạo đường tròn. Kết quả quy hoạch quỹ đạo được sử dụng để kiểm tra tính khả thi của mô hình robot và đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định trong các điều kiện khác nhau.
10/02/2025
Bạn đang xem trước tài liệu:
Thiết kế mô hình và bộ điều khiển đồng bộ cho hệ hai cánh tay robot 3 bậc tự do dựa trên mạng can đồ án tốt nghiệp khoa chất lượng cao ngành công nghệ kỹ thuật điều khiển và tự động hóa
THÔNG TIN CHI TIẾT
Tác giả: Nguyễn Tấn Lực
Người hướng dẫn: TS. Trần Đức Thiện
Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật Điều khiển và Tự động hóa
Đề tài: Thiết kế mô hình và bộ điều khiển đồng bộ cho hệ hai cánh tay robot 3 bậc tự do dựa trên mạng CAN
Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
Năm xuất bản: 2022
Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh
Tài liệu "Mô Hình và Bộ Điều Khiển Robot 3 Bậc Tự Do cho Hệ Hai Cánh Tay" tập trung vào việc thiết kế và điều khiển hệ thống robot hai cánh tay với ba bậc tự do, mang lại hiệu quả cao trong việc tối ưu hóa chuyển động và độ chính xác. Nghiên cứu này cung cấp các giải pháp điều khiển tiên tiến, giúp cải thiện hiệu suất của robot trong các ứng dụng công nghiệp và tự động hóa. Độc giả sẽ hiểu rõ hơn về các phương pháp mô hình hóa, thiết kế bộ điều khiển và ứng dụng thực tế của hệ thống robot phức tạp này.
Để mở rộng kiến thức về các phương pháp điều khiển robot, bạn có thể tham khảo Luận văn thạc sĩ kỹ thuật cơ điện tử phát triển thuật toán tích hợp điều khiển trượt và lý thuyết mờ cho mô hình cánh tay robot, nghiên cứu này tập trung vào việc kết hợp điều khiển trượt và lý thuyết mờ để tăng cường hiệu quả điều khiển. Ngoài ra, Luận văn thạc sĩ kỹ thuật cơ điện tử điều khiển vị trí và dao động cho cơ cấu thanh mềm công xôn trong không gian cung cấp góc nhìn sâu hơn về điều khiển vị trí và dao động trong các hệ thống cơ khí phức tạp. Cuối cùng, Luận văn thạc sĩ kỹ thuật điều khiển và tự động hóa thiết kế bộ điều khiển ổn định hóa cho robot lặn có dây dưới tác động của ngoại lực sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về các thách thức và giải pháp trong việc ổn định hóa hệ thống robot dưới tác động của ngoại lực.
Các tài liệu này không chỉ bổ sung kiến thức mà còn mở rộng góc nhìn về các phương pháp điều khiển hiện đại, giúp bạn nắm bắt sâu hơn về lĩnh vực robot và tự động hóa.