Đang tải... (xem toàn văn)
Robot là một hệ thống phi tuyến ràng buộc,để đảm bảo điều khiển vị trí và tốc độ khớp được chính xác,việc bù nhiễu momen là cần thiết.Đề tài trình bày thuật toán đơn giản để ước lượng momen cản biểu thị sự ràng buộc phi tuyến giữa các khớp.từ đó đưa ra 2 mạch vòng điều khiển:mạch vòng dòng điện động cơ với bộ điều khiển PI và mạch vòng điều khiển vị trí khớp robot PD. Với hệ thống đề xuất, độ chính xác vị trí khớp không phụ thuộc vào momen gây ra bởi sự ràng buộc phi tuyến các khớp và sự thay đổi của các tham số cơ học.Phương pháp điều khiển đề xuất áp dụng cho 2 khớp quay trong mặt phẳng của robot SCARA
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI KHOA ĐIỆN BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HOÁ CÔNG NGHIỆP ====o0o==== ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHUYỂN ĐỘNG CHO CƠ CẤU ROBOT BÙ ẢNH HƯỞNG CỦA MÔMEN NHIỄU CẢN Trưởng môn : TS Trần Trọng Minh Giáo viên hướng dẫn : TS Nguyễn Mạnh Tiến Sinh viên thực : Lớp : MSSV : Hà Nội, 6-2016 LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan đồ án tốt nghiệp: Xây dựng hệ thống điều khiển chuyển động robot bù ảnh hưởng mômen nhiễu cản em tự thiết kế hướng dẫn thầy giáo TS Nguyễn Mạnh Tiến Các số liệu kết hoàn toàn với thực tế Để hoàn thành đồ án em sử dụng tài liệu ghi danh mục tài liệu tham khảo không chép hay sử dụng tài liệu khác Nếu phát có chép em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm Hà Nội, ngày 10 tháng năm 2016 Sinh viên thực MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ i DANH MỤC BẢNG SỐ LIỆU ii LỜI NÓI ĐẦU Chương KHÁI QUÁT VỀ CẤU TẠO VÀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ROBOT 1.1 Tổng quan robot 1.1.1 Khái niệm robot công nghiệp 1.1.2 Cấu trúc khí robot 1.1.3 Hệ tọa độ robot 1.1.4 Hệ thống truyền động robot 1.1.5 Phạm vi ứng dụng robot công nghiệp 1.2 Các hệ thống điều khiển robot 1.2.1 Tổng quan hệ thống điều khiển robot 1.2.2 Hệ thống điều khiển phản hồi 1.2.3 Hệ thống điều khiển động lực học ngược 11 1.2.4 Hệ thống điều khiển thích nghi 12 1.3 Kết luận chương 14 Chương 15 MÔ HÌNH ĐỘNG LỰC HỌC PHÂN LY ROBOT SCARA 15 2.1 Giới thiệu robot Scara 15 2.2 Mô hình toán học robot SCARA Serpent 16 2.2.1 Bài toán động học thuận robot SCARA Serpent 16 2.2.2 Bài toán động học ngược robot SCARA Serpent 18 2.2.3 Động lực học robot SCARA Serpent 20 2.3 Giới hạn phạm vi nghiên cứu đối tượng 29 2.3.1 Phương trình động học thuận 29 2.3.2 Phương trình động học ngươc 29 2.3.3 Phương trình động lực học 30 2.4 Mô hình động lực học phân ly khớp 31 2.5 Kết luận chương 34 Chương 35 XÂY DỤNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHUYỂN ĐỘNG ĐỘC LẬP CÁC KHỚP 35 3.1 Thiết kế sơ đồ điều khiển phân ly khớp robot 35 3.2 Tổng hợp mạch vòng điều khiển 36 3.2.1 Tổng hợp mạch vòng điều khiển dòng điện RI(p) 36 3.2.2 Tổng hợp mạch vòng điều khiển vị trí Rp(p) 38 3.3 Tính toán momen nhiễu cản 40 3.4 Kết mô 41 3.4.1 Các kết mô khớp 42 3.4.2 Các kết mô khớp 45 3.5 Kết luận chương 47 Chương 48 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHUYỂN ĐỘNG BÙ MOMEN NHIỄU CẢN 48 4.1 Nhận dạng momen cản động truyền động khớp 48 4.2 Hệ thống điều khiển phân ly khớp có bù ảnh hưởng momen nhiễu cản 49 4.3 Các kết mô 51 4.3.1 Các kết mô cho khớp 51 4.4.2 Các kết mô khớp 53 4.4.3 Nhận xét 55 4.5 Kết luận chương 56 KẾT LUẬN 57 PHỤ LỤC 59 Chương trình tính tham số điều khiển dòng điện, điều khiển vị trí robot SCARA (thamso.m – matlab M-file) 59 Chương trình tính momen nhiễu cản cho khớp robot SCARA (Mc.m – Matlab function) 59 Các khối mô hình hóa mô robot SCARA 60 3.1 Mô hình mô robot SCARA nối 60 3.2 Mô hình khớp robot SCARA 61 3.2 Bộ điều khiển khớp robot SCARA 61 Các thông số robot tham số điều khiển 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO 63 Danh mục hình vẽ DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Robot bậc tự Hình 1.2 Các dạng khớp quay Hình 1.3 Các dạng khớp tịnh tiến Hình 1.4 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển vị trí tọa độ khớp Hình 1.5 Sơ đồ tổng quát hệ thống điều khiển phản hồi Hình 1.6 Sơ đồ cấu trúc hệ thống điều khiển robot với điều khiển PD 10 Hình 1.7 Sơ đồ cấu trúc hệ điều khiển động lực học ngược 12 Hình 1.8 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển thích nghi tự chỉnh tham số 13 Hình 1.9 Sơ đồ hệ thốn điều khiển thích nghie theo mô hình chuẩn 14 Hình 2.1 Một số hình ảnh robot SCARA 15 Hình 2.2 Cấu hình khung tọa độ robot SCARA Serpent 16 Hình 2.3 Sơ đồ động điện chiều 31 Hình 2.4 Sơ đồ cấu trúc mô tả hệ truyền động cho khớp độc lập 34 Hình 3.1 Sơ đồ điều khiển phân ly khớp robot SCARA 35 Hình 3.2 Sơ đồ mạch vòng điều khiển dòng điện RI ( p) 36 Hình 3.3 Sơ đồ mạch vòng điều khiển vị trí 38 Hình 3.4 Sơ đồ cấu trúc hệ điều khiển bỏ qua ảnh hưởng momen nhiễu cản 42 Hình 3.5 Góc quay khớp bỏ qua ảnh hưởng momen nhiễu cản 42 Hình 3.6 Sai lệch góc quay khớp với giá trị đặt bỏ qua ảnh hưởng momen nhiễu cản 43 Hình 3.7 Góc quay khớp có ảnh hưởng momen nhiễu cản 43 Hình 3.8 Sai lệch góc quay khớp với giá trị đặt có ảnh hưởng momen nhiễu cản 44 Hình 3.9 Đồ thị biểu thị giá trị Momen cản M c1 44 Hình 3.10 Góc quay khớp bỏ qua ảnh hưởng momen nhiễu cản 45 i Danh mục hình vẽ Hình 3.11 Sai lệch góc quay khớp với giá trị đặt bỏ qua ảnh hưởng momen nhiễu cản 45 Hình 3.12 Góc quay khớp có ảnh hưởng momen nhiễu cản 46 Hình 3.13 Sai lệch góc quay khớp với giá trị đặt có ảnh hưởng momen nhiễu cản 46 Hình 3.14 Đồ thị biểu thị giá trị momen cản M c 47 Hình 4.1 Sơ đồ tính toán gia tốc động 49 Hình 4.3 Hệ thống điều khiển vị trí khớp bù momen cản 50 Hình 4.4 Góc quay khớp có bù momen nhiễu cản với J J đm 51 Hình 4.5 Sai lệch góc quay khớp có bù ảnh hưởng momen nhiễu cản 52 Hình 4.6 Momen cản tổng động khớp 52 Hình 4.7 Đồ thị góc quay khớp J thay đổi ( J J đm ) 53 Hình 4.8 Góc quay khớp có bù momen nhiễu cản với J J đm 54 Hình 4.9 Sai lệch góc quay khớp có bù ảnh hưởng momen nhiễu cản 54 Hình 4.10 Momen cản tổng động khớp 55 Hình 4.11 Đồ thị góc quay khớp J thay đổi ( J J đm ) 55 ii Danh mục bảng số liệu DANH MỤC BẢNG SỐ LIỆU Bảng 2.1 Bảng thông số D-H robot SCARA 16 ii Danh mục từ viết tắt DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT FMS Flexible Manufacturing System Hệ thống sản xuất linh hoạt NC Numerical control Điều khiển số iii Lời nói đầu LỜI NÓI ĐẦU Trong sản xuất đại ngày nay, robot đóng vai trò quan trọng, đem lại lợi ích to lớn trình sản xuất Vì vậy, việc nghiên cứu phát triển loại robot yêu cầu cần thiết trình đại hóa công nghiệp Robot hệ thống phi tuyến ràng buộc, ràng buộc thể ảnh hưởng qua lại khớp Hệ thống điều khiển robot sử dụng điều khiển truyền thống khó đảm bảo độ tin cậy xác vị trí chuyển động khớp robot Vì vậy, với mục đích nghiên bù ràng buojc hệ thống chuyền động robot, em thực đồ án với tên đề tài: “Xây dựng hệ thống điều khiển chuyển động cho cấu robot bù ảnh hưởng momen nhiễu cản” Đề tài trình bày thuật toán đơn giản cho phép ước lượng momen cản tổng biểu thị ràng buộc phi tuyến khớp Dựa mô hình toán học độc lập khớp, xây dựng hệ thống điều khiển vị trí khớp bao gồm hai mạch vòng điều khiển: mạch vòng dòng điện động với điều khiển cấu trúc PI mạch vòng điều khiển vị trí khớp robot với cấu trúc PD Với hệ thống đề xuất, độ xác vị trí khớp không phụ thuộc vào momen gây ràng buộc phi tuyến khớp thay đổi tham số học Phương pháp điều khiển đề xuất áp dụng cho khớp quay mặt phẳng robot SCARA, Bài báo cáo trình bày chương: Chương Khái quát cấu tạo hệ thống điều khiển robot Chương Mô hình động lực học phân ly robot SCARA Chương Xây dựng hệ thống điều khiển chuyển động độc lập khớp Chương Hệ thống điều khiển chuyển động bù momen nhiễu cản Do thời gian làm đồ án ngắn khả hạn chế, chắn đồ án em nhiều thiếu sót Em mong nhận đóng góp thầy cô bạn Em xin chân thành cám ơn nhà trường tạo điều kiện cở sở vật chất để em thực đề tài Lời nói đầu Em xin chân thành cám ơn Thầy giáo Ts Nguyễn Mạnh Tiến, thầy cô giáo môn Tự động hóa công nghiệp tận tình hướng dẫn, góp ý để em hoàn thành đồ án Em xin chân thành cám ơn Hà Nội, ngày 10 tháng năm 2016 Sinh viên thực Phan Mạnh Trung Chương Xây dựng hệ thống điều khiển chuyển động bù ảnh hưởng tham số học tốc thông qua tốc độ trình bày sơ đồ Hình 4.1 biểu thức tính toán (4.8) với Kf chọn đủ lớn Hình 4.1 Sơ đồ tính toán gia tốc động Công thức tính toán gia tốc động cơ: qDi qDi p p 1 Kf (4.8) Ở lựa chọn K f đủ lớn Kết hợp (4.7) (4.8) thuật toán nhận dạng momen cản tổng động truyền động khớp robot với khâu tính toán gia tốc thể hình 4.2: Hình 4.2 Sơ đồ ước lượng momen cản tổng 4.2 Hệ thống điều khiển phân ly khớp có bù ảnh hưởng momen nhiễu cản Dựa cấu trúc hệ thống điều khiển hình 3.1 thuật toán ước lượng momen cản hình 4.2, hệ thống điều khiển với bù momen nhiễu khớp robot đề xuất hình 4.3 Tín hiệu bù nhiễu momen cản tính từ khâu vù có hàm truyền Wb ( p) với tín hiệu vào momen cản tổng ước lượng cộng thêm tín hiệu đặt dòng điện 49 Chương Xây dựng hệ thống điều khiển chuyển động bù ảnh hưởng tham số học Hình 4.3 Hệ thống điều khiển vị trí khớp bù momen cản Biến đổi sơ đồ cấu trúc hình 4.3 với tín hiệu vào momen cản ta xác định hàm truyền momen cản sau: Kg [1 K m WKI ( p)WB (p)] J 0 p2 q Wc ( p) Kg M c 1 K m WKI ( p) R p ( p) J 0 p2 (4.9) Để khử tính ảnh hưởng momen cản động truyền động đến độ xác điều khiển vị trí gán: q 0 M c (4.10) Từ (4.9) (4.10) ta có hàm truyền khâu bù sau: Wb ( p) K m WKI ( p) (4.11) Trong đó: WKI ( p) : Km0 : Hàm truyền mạch vòng điều khiển dòng điện Hệ số momen định mức Hàm truyền mạch vòng điều khiển dòng điện có dạng: WKI 1 K I 2TSI p 2TSI2 p Do TSI bé nên bỏ qua thành phần bậc Ta có hàm truyền kín mạch vòng dòng điện gần đúng: WKI ( p) 1 K I 2TSI p (4.12) Áp dụng cho khớp ta được: 50 Chương Xây dựng hệ thống điều khiển chuyển động bù ảnh hưởng tham số học WB1 ( p) KI1 (1 2TSI p) K m 01 (4.13) WB ( p) KI (1 2TSI p) K m 02 (4.14) 4.3 Các kết mô Cơ cấu khớp robot SCARA mô với vị trí góc quay ban đầu khớp [0;0] rad vị trí đặt cuối khớp [0,5655;2,3367] rad Các kết mô có bù ảnh hưởng momen nhiễu cản dựa sơ đồ hình 4.3 Mô hình mô robot SCARA nối trình bày PL1 Chương trình tính momen nhiễu cản trình bày PL2 Các thông số robot trình bày PL3 4.3.1 Các kết mô cho khớp Kết mô cho khớp hình 4.4 Trong đường nét đứt biểu thị góc quay đặt khớp 1, đường màu đen biểu thị góc quay thực khớp có khâu bù momen nhiễu cản với J J đm , đường màu đỏ biểu thị góc quay khớp khâu bù momen nhiễu cản Hình 4.4 Góc quay khớp có bù momen nhiễu cản với J J đm 51 Chương Xây dựng hệ thống điều khiển chuyển động bù ảnh hưởng tham số học Hình 4.5 Sai lệch góc quay khớp có bù ảnh hưởng momen nhiễu cản Hình 4.6 Momen cản tổng động khớp 52 Chương Xây dựng hệ thống điều khiển chuyển động bù ảnh hưởng tham số học Hình 4.7 Đồ thị góc quay khớp J thay đổi ( J J đm ) 4.4.2 Các kết mô khớp Kết mô cho khớp hình 4.4 Trong đường nét đứt biểu thị góc quay đặt khớp 2, đường màu đen biểu thị góc quay thực khớp có khâu bù momen nhiễu cản với J J đm , đường màu đỏ biểu thị góc quay khớp khâu bù momen nhiễu cản 53 Chương Xây dựng hệ thống điều khiển chuyển động bù ảnh hưởng tham số học Hình 4.8 Góc quay khớp có bù momen nhiễu cản với J J đm Hình 4.9 Sai lệch góc quay khớp có bù ảnh hưởng momen nhiễu cản 54 Chương Xây dựng hệ thống điều khiển chuyển động bù ảnh hưởng tham số học Hình 4.10 Momen cản tổng động khớp Hình 4.11 Đồ thị góc quay khớp J thay đổi ( J J đm ) 4.4.3 Nhận xét Kết mô góc quay khớp khớp hình 4.8 cho thấy có thành phần nhận dạng bù momen cản góc quay khớp bám theo quỹ đạo đặt tương tự trường hợp momen nhiễu cản không phụ thuộc vào tải Như 55 Chương Xây dựng hệ thống điều khiển chuyển động bù ảnh hưởng tham số học sơ đồ điều khiển phân ly khớp với mạch vòng điều khiển vị trí, tốc độ, dòng điện, khâu nhận dạng bù momen nhiễu cản hoạt động hiệu quả, chất lượng hệ thống điều khiển tốt không phụ thuộc vào thay đổi tải 4.5 Kết luận chương Như chương giải yêu cầu đặt xây dựng hệ thống điều khiển phân ly hớp để chất lượng điều khiển không phụ thuộc vào momen cản thuật toán bù momen nhiễu cản chứng minh mô hoạt động hệ thống phần mềm Matlab 56 Kết luận KẾT LUẬN Đề tài nghiên cứu, thiết kế hệ thống điều khiển phân ly khớp với thuật toán nhận dạng bù momen nhiễu cản áp dụng cho tay máy hai bậc tự dạng SCARA Đồ án kiểm tra tính đắn thuật toán điều khiển thông qua việc xây dựng phương trình động lực học robot Bên cạnh đo đưa công thức tính toán động học thuận động học ngược cho tay máy Các kết đạt luận văn bao gồm: Nghiên cứu ảnh hưởng momen nhiễu cản đến chất lượng điều khiển hệ thống, xây dựng thuật toán nhận dạng momen nhiễu cản hệ thống bù momen nhiễu cản Đồ án đánh giá chất lượng hệ thống điều khiển mô hình hóa hệ thống thiết kế sử dụng phần mềm Matlab Simulink, xét tay máy bỏ qua ảnh hưởng momen nhiễu cản, có momen nhiễu cản có bù momen nhiễu cản Kết mô cho thấy nối tay máy bám xác quỹ đạo chuẩn Khối lượng tính toán không nhiều, hệ thống ổn định thời gian đáp ứng nhanh Điều chứng tỏ hệ thống điều khiển đưa hoạt động tốt, đáp ứng yêu cầu đặt Việc thiết kế hệ thông điều khiển khử ràng buộc khớp đề xuất khâu nhận dạng momen nhiễu cản bù dòng điện góp phần nâng cao chất lượng điều khiển Mặc dù đồ án chưa có kết thực nghiệm song kết thu tạo sở tốt cho việc thiết kế hệ thống điều khiển chuyển động tay máy thực tế Một lần nữa, em xin chân thành cám ơn thầy giáo Ts Nguyễn Mạnh Tiến, tận tình bảo, hướng dẫn em hoàn thành đề tài Em xin chân thành cảm ơn 57 Kết luận Hà Nội, ngày 10 tháng năm 2016 Sinh viên thực 58 Tài liệu tham khảo PHỤ LỤC Chương trình tính tham số điều khiển dòng điện, điều khiển vị trí robot SCARA (thamso.m – matlab M-file) %Khop1 Rd1=3.5; Ld1=0.0013; Tu1=Ld1/Rd1; Kg1=1/90; Ke1=0.047; Km1=0.047; Kri1=8.57e-4; Tri1=3.7e-4; Jd1=2.03e-4; m1=1.9; m2=0.93; l2=0.15; l1=0.25; l1=0.25; Jt1=Jd1+Kg1*Kg1*(m1*l1*l1+Jd1); %Khop2 Rd2=3.5; Ld2=0.0013; Tu2=Ld2/Rd2; Kg2=1/220; Ke2=0.047; Km2=0.047; Kri2=8.57e-4; Tri2=3.7e-4; Jd2=2.03e-4; m2=0.93; l2=0.15; Jt2=Jd2+Kg2*Kg2*(m2*l2*l2+Jd2); e1=0.9; t1=1; w1=4/(t1*e1); e2=0.9; t2=1; w2=4/(t2*e2); Kp1=w1*w1*Jt1/(Km1*Kg1); Kd1=2*e1*w1*Jt1/(Km1*Kg1); Kp2=w2*w2*Jt2/(Km2*Kg2); Kd2=2*e2*w2*Jt2/(Km2*Kg2); Tsi=0.0001+0.0005; Chương trình tính momen nhiễu cản cho khớp robot SCARA (Mc.m – Matlab function) function y = Mc(u) thong_so; q1=u(1) dq1=u(2); ddq1=u(3); q2=u(4); dq2=u(5); ddq2=u(6); dH11=(m1+m2)*l1*l1+m2*l2*l2+2*m2*l1*l2*cos(q2)+Jd2; 59 Tài liệu tham khảo H12=m2*l2*l2+Jd2+m2*l1*l2*cos(q2); h112=-2*m2*l1*l2*sin(q2); h122=-m2*l1*l2*sin(q2); H21=m2*l2*l2+Jd2+m2*l1*l2*cos(q2); dH22=Jd2; h211=m2*l1*l2*sin(q2); y(1)=Kg1*Kg1*dH11*ddq1+Kg1*(H12*ddq2+h112*dq1*dq2+h122*dq2)+0.1; y(2)=Kg2*H21*ddq1+Kg2*Kg2*dH22*ddq2+Kg2*h211*dq1*dq1+0.1; Các khối mô hình hóa mô robot SCARA 3.1 Mô hình mô robot SCARA nối 60 Tài liệu tham khảo 3.2 Mô hình khớp robot SCARA 3.2 Bộ điều khiển khớp robot SCARA Bộ điều khiển khớp 61 Tài liệu tham khảo Bộ điều khiển khớp Các thông số robot tham số điều khiển Khớp l(m) 0,25 0,15 m(kg) 1,9 0,93 Kg=1/i 1/90 1/220 Bảng 1: Tham số khí robot Khớp RD( ) 3,5 3,5 LD(H) 0,0013 0,0013 Km=Ke 0,0047 0,0047 JD(kgm2) 2,03.10-4 2,03.10-4 Bảng 2: Tham số động truyền động khớp Khớp KRI 8,57.10-4 8,57.10-4 TRI 3,7.10-4 3,7.10-4 Kp 9,4523 21,5931 Bảng 3: Tham số điều chỉnh 62 Kd 2,7790 6,3484 Tài liệu tham khảo TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Mạnh Tiến, Điều khiển Robot công nghiệp, NXB Khoa Học Kỹ Thuật, 2007 [2] Phạm Thị Ngọc Yến, Ngô Hữu Tình, Lê Tuấn Hùng, Nguyễn Thị Lan Hương, Cơ sở Matlab ứng dụng, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2007 [3] Nguyễn Mạnh Tiến, “Hệ thống điều khiển phân ly khớp robot bền vững với thay đổi tham số học”, Hội nghị toàn quốc lần thứ điều khiển tự động hóa VCCA-2015, Thái Nguyên, Hà Nội, Việt Nam, Tháng 11-2015 [4] Bùi Trung Hiếu, “Nghiên cứu hệ thống điều khiển chuyển động cho tay máy bậc tự với khử ràng buộc khớp”, Luận văn thạc sĩ khoa học trường đại học Bách khoa Hà nội 2009 [5] Hoàng Đức Hạnh: “Xây dựng hệ thống chuyển động cho cấu robot”, Luận văn thạc sĩ khoa học trường đại học Bách khoa Hà Nội 2015 63 [...]... Ứng dụng robot công nghiệp để dọn dẹp, thug om chất thải sấn xuất - Ứng dụng robot công nghiệp trong lắp ráp rản phẩm 7 Chương 1 Khái quát về cấu tạo và hệ thống điều khiển robot SCARA 1.2 Các hệ thống điều khiển robot 1.2.1 Tổng quan về hệ thống điều khiển robot Theo đặc điểm của robot có thể chia bài toán điều khiển robot thành hai loại: Điều khiển thô và điều khiển tinh Giải bài toán điều khiển thô... rẽ, khi điều khiển không quan tâm đến sự ràng buộc giữa các khớp đó, bộ điều khiển được thiết kế cho từng khớp 8 Chương 1 Khái quát về cấu tạo và hệ thống điều khiển robot SCARA Hình 1.4 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển vị trí tọa độ khớp 1.2.2 Hệ thống điều khiển phản hồi Sơ đồ khối của hệ thống điều khiển phản hồi robot được trình bày trên hình 1.4 qd là vectơ tín hiệu đặt vị trí các khớp robot; M... vectơ momen của các khớp quay và lực đối với khớp tịnh tiến Hình 1.5 Sơ đồ tổng quát của hệ thống điều khiển phản hồi Phương trình động lực học tổng quát của robot có dạng: M H q q V q, q G q 9 Chương 1 Khái quát về cấu tạo và hệ thống điều khiển robot SCARA Hình 1.6 Sơ đồ cấu trúc hệ thống điều khiển robot với bộ điều khiển PD a – Bộ điều khiển với phản hồi tốc độ b – Bộ điề khiển PD với... 10 Chương 1 Khái quát về cấu tạo và hệ thống điều khiển robot SCARA Trong đó: qd q là sai số tốc độ của khớp robot qd q là sai số vị trí của khớp robot Hệ thống điều khiển với cấu trúc bộ điều khiển ổn định tuyệt đối toàn cục Mức độ và tốc độ hội tụ phụ thuộc vào ma trận hệ số Kd Nâng cao độ chính xác của hệ thống điều khiển đạt được bằng tăng hệ số Kp của khâu khuếch đại Tuy nhiên, Kp và... thể chứng minh hệ thống với bộ điều khiển ổn định Tác dụng của khâu tích phân là hiệu chỉnh chất lượng hệ thống khi sự ảnh hưởng của momen trọng lực không được bù hết Phương pháp sử dụng các bộ điều khiển PD hoặc PID rẩ tiện lợi cho cơ cấu robot có số bậc tự do thấp do việc tính toán đơn giản, các quỹ đạo chuyển động của các khớp cũng không quá phức tạp, hệ chịu tác động lớn nhất của nhiễu thì không... đáp ứng được chất lượng điều khiển theo yêu cầu Sơ đồ khối ứng dụng điều khiển thích nghi tự chỉnh tham số vào điều khiển robot được trình bày như hình 1.8 Hình 1.8 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển thích nghi tự chỉnh tham số Trong hệ thống điều khiển này, tham số của robot sẽ được xác định (nhận dạng – ước lượng) và sử dụng trong tính toán các tham số của bộ điều khiển b Điều khiển thích nghi theo mô... toán động học ngược do đó thời gian và khối lượng tính toán sẽ khá lớn Ngoài hai phương pháp điều khiển trên, người ta còn chia phương pháp điều khiển theo cách thức bộ thiết kế bộ điều khiển: Điều khiển tập trung coi robot là một hệ thống ràng buộc, khi thiết kế bộ điều khiển cần phải quan tâm đến vấn đề tác động lẫn nhau giữa các khớp để thiết kế được bộ điều khiển hợp lý và điều khiển phân tán coi robot. .. trong các hệ thống robot do có ưu điểm là truyền động cho chuyển động nhanh chính xác, dễ dàng thực hiện luật điều khiển phản hồi Các robot với hệ truyền động điện có tính linh hoạt cao, đơn giản, an toàn, tiếp xúc nhẹ nhàng với thiết bị công nghệ 1.1.5 Phạm vi ứng dụng của robot công nghiệp Các robot công nghiệp là một trong những thiết bị chủ yếu để đạt được tính linh hoạt của hệ thống FMS Các robot. .. phương pháp này 1.2.3 Hệ thống điều khiển động lực học ngược Nguyên lý cơ bản của phương pháp điều khiển động lực học ngược là lựa chộn luật điều khiển sao cho khử được thành phần phi tuyến của phương trình động lực học và phân ly đặc tính động lực học thanh nối Dựa trên phương trình động lực học robot, giả thiệt tất cả các tham số robot đã biết hoặc được xác định chính xác, luật điều khiển được chọn như... xác quỹ đạo chuyển động của tay robot Điều khiển quỹ đạo trong tọa độ decac biến điều khiển chính là vị trí của tay robot bám vào sai lệch vị trí cánh tay sd s 0 Nhận xét: Điều khiển robot trong không gian có ưu điểm là đảm bảo được sai lệch vị trí của tay tiến đến 0 Tuy nhiên, phương pháp điều khiển này khá phức tạp vì khi điều khiển ta phải quy đổi từ vị trí của tay về vị trí của khớp thông