Tóm tắt Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu xây dựng thuật toán thích nghi và học tăng cường cấu trúc Actor-Critic điều khiển bám quỹ đạo cho robot di động đa hướng mecanum

Trong bối cảnh Cách mạng Công nghiệp 4.0, robot di động đóng vai trò thiết yếu trong tự động hóa. Robot di động đa hướng, đặc biệt là loại sử dụng bánh xe Mecanum, nổi bật nhờ khả năng di chuyển linh hoạt trong không gian hạn chế và chịu tải trọng lớn, phù hợp cho nhiều môi trường phức tạp như nhà kho hay bệnh viện. Tuy nhiên, các yếu tố môi trường thay đổi liên tục như chướng ngại vật, mặt sàn không bằng phẳng, hoặc sự thay đổi trọng tâm khi mang tải trọng không đồng đều có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến chuyển động và khả năng bám quỹ đạo của robot. Điều này đặt ra yêu cầu cấp thiết về việc nghiên cứu và phát triển các thuật toán điều khiển thích nghi để đảm bảo robot hoạt động chính xác và ổn định trong thực tế.

Nghiên cứu này hướng tới việc cải thiện khả năng điều khiển bám quỹ đạo của robot di động đa hướng Mecanum trong môi trường thực tế, đặc biệt khi trọng tâm thay đổi, nhằm ứng dụng rộng rãi trong tự động hóa công nghiệp, cứu hộ, an ninh và giao thông thông minh.

Luận án tập trung nghiên cứu và phát triển các thuật toán điều khiển tiên tiến nhằm nâng cao hiệu quả bám quỹ đạo cho robot di động đa hướng sử dụng bánh xe Mecanum, đặc biệt trong các điều kiện hoạt động thực tế với trọng tâm thay đổi và nhiễu ngoại tác động. Trong bối cảnh công nghiệp 4.0, robot di động là thành phần không thể thiếu, và robot Mecanum với khả năng di chuyển linh hoạt, chịu tải trọng lớn là lựa chọn ưu việt cho nhiều ứng dụng. Tuy nhiên, sự thay đổi liên tục của môi trường và đặc biệt là sự dịch chuyển trọng tâm do tải trọng không xác định gây ra thách thức lớn về ổn định và độ chính xác trong điều khiển. Mục tiêu chính của luận án là xây dựng các thuật toán điều khiển thích nghi và học tăng cường để giải quyết vấn đề này. Cụ thể, nghiên cứu đề xuất thuật toán điều khiển thích nghi dựa trên logic mờ và thuật toán học tăng cường cấu trúc Actor-Critic. Các thuật toán này được thiết kế để giúp robot duy trì quỹ đạo mong muốn một cách chính xác, ngay cả khi mô hình robot phi tuyến tính có các thành phần bất định hoặc chịu ảnh hưởng của nhiễu ngoại lực. Nội dung nghiên cứu bao gồm tổng quan về robot di động đa hướng, mô hình hóa toán học cho robot bốn bánh Mecanum có trọng tâm thay đổi, và áp dụng các phương pháp điều khiển truyền thống (PID, SMC, Backstepping-SMC, DSC) để so sánh. Điểm mới và đóng góp chính của luận án là việc đề xuất thuật toán điều khiển mặt trượt động chỉnh định thích nghi mờ và thuật toán học tăng cường cấu trúc Actor-Critic. Các thuật toán này hứa hẹn cải thiện đáng kể chất lượng điều khiển bám quỹ đạo, đảm bảo robot hoạt động ổn định và chính xác trong các môi trường phức tạp với trọng tâm biến đổi. Luận án không chỉ có ý nghĩa khoa học trong việc mở rộng lý thuyết điều khiển mà còn mang giá trị thực tiễn cao, cung cấp cơ sở để ứng dụng robot Mecanum trong các lĩnh vực như tự động hóa công nghiệp, cứu hộ, an ninh và giao thông thông minh.