Tóm tắt Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Ứng dụng phương pháp trượt điều khiển cánh tay robot Scara nhiều bậc tự do

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO<br /> ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG<br /> <br /> TRẦN ANH QUÝ<br /> <br /> ỨNG DỤNG PHƢƠNG PHÁP TRƢỢT<br /> ĐIỀU KHIỂN CÁNH TAY ROBOT SCARA<br /> NHIỀU BẬC TỰ DO<br /> <br /> Chuyên ngành : Tự động hóa<br /> Mã số:<br /> <br /> 60.52.60<br /> <br /> TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT<br /> <br /> Đà Nẵng - Năm 2014<br /> <br /> Công trình được hoàn thành tại<br /> ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG<br /> <br /> Người hướng dẫn khoa học: TS. NGUYỄN ANH DUY<br /> <br /> Phản biện 1: PGS.TS. BÙI QUỐC KHÁNH<br /> <br /> Phản biện 2: TS. VÕ NHƢ TIẾN<br /> <br /> Luận văn được bảo vệ tại Hội đồng chấm Luận văn tốt<br /> nghiệp Thạc sĩ kỹ thuật tại Đại học Đà Nẵng vào ngày 09 tháng<br /> 11 năm 2014<br /> <br /> * Có thể tìm hiểu luận văn tại:<br /> Trung tâm Thông tin - Học liệu, Đại học Đà Nẵng<br /> <br /> 1<br /> <br /> MỞ ĐẦU<br /> 1. Tính cấp thiết của đề tài<br /> Ngày nay cùng với sự phát triển không ngừng trong các lĩnh<br /> vực cơ khí, điện tử, thì sự tích hợp của 3 lĩnh vực đó là tự động hóa<br /> cũng phát triển và được coi là ngành mũi nhọn trong quá trình hiện<br /> đại hóa và công hiệp hóa đất nước. Sản phẩm của tự động hóa rất<br /> nhiều nhưng robot thì thể hiện tất cả trong ba lĩnh vực trên.<br /> Đặc điểm cơ bản của hệ thống điều khiển robot là thực hiện<br /> được điều khiển bám theo một quỹ đạo phức tạp đặt trước trong<br /> không gian, tuy nhiên khi dịch chuyển thì trọng tâm của các chuyển<br /> động thành phần và mômen quán tính của hệ sẽ thay đổi, điều đó dẫn<br /> đến thông số động học của hệ cũng thay đổi theo quỹ đạo chuyển<br /> động. Do vậy, khi điều khiển robot bám theo quỹ đạo đặt trước phải<br /> giải quyết được những vấn đề sau:<br /> Khắc phục các lực tương tác phụ thuộc vào vận tốc, gia tốc<br /> của quỹ đạo riêng các chuyển động thành phần và quỹ đạo chung của<br /> cả hệ như: lực quán tính, lực ly tâm, lực ma sát v.v...<br /> Phương pháp điều khiển động lực học ngượccần phải biết<br /> chính xác thông số của đối tượng, trong khi đối tượng thực tế lại có<br /> thông số thay đổi và nhiễu không xác định trong môi trường làm<br /> việc.<br /> Phương pháp điều khiển phản hồi phân ly phi tuyếncó nhược<br /> điểm là hệ thống điều khiển có tính phi tuyến cao, do đó độ phức tạp<br /> trong điều khiển là khá lớn, khó có khả năng thực hiện trong thực tế.<br /> Phương pháp điều khiển thích nghi theo mô hình chuẩnchỉ<br /> thực hiện đơn giản cho mô hình tuyến tính với giả thiết bỏ qua sự<br /> liên hệ động lực học giữa các chuyển động thành phần trong hệ.<br /> <br /> 2<br /> <br /> Phương pháp điều khiển thích nghi theo sai lệchcó luật điều<br /> khiển thích nghi được đơn giản hoá bằng cách áp dụng phương pháp<br /> điều khiển thích nghi suy giảm phân ly, do đó phương pháp này luôn<br /> tồn tại sai lệch quỹ đạo.<br /> Phương pháp điều khiển kiểu trượtcó ưu điểm là tính bền vững<br /> cao, đặc tính động học của hệ chỉ phụ thuộc vào việc lựa chọn mặt<br /> trượt. Tại thời điểm đầu của quá trình quá độ, hệ thống điều khiển<br /> này rất nhạy cảm với các nhiễu và sai lệch để có thể bám vào quỹ<br /> đạo trượt vốn biến đổi theo thời gian nên thường xuất hiện tình trạng<br /> lập bập, điều này sẽ gây ra những rung động không mong muốn<br /> trong hệ điều khiển.<br /> Phương phápđiều khiển trượt có đầy đủ các yếu tố cần thiết<br /> cho việc thiết kế bộ điều khiển có các tính năng theo yêu cầu đề ra.<br /> Tính ổn định của điều khiển trượt rất rộng và đồng quy và được ứng<br /> dụng trong việc thực hiện các điều khiển nhảy cấp lý tưởng. Phương<br /> pháp này đảm bảo được tính bền vững và tính bất biến đối với tác<br /> động bên ngoài.<br /> Với ý nghĩa đó, tác giả chọn đề tài “Ứng dụng phương pháp<br /> trượt điều khiển cánh tay robot Scara nhiều bậc tự do”.<br /> 2. Mục tiêu nghiên cứu<br /> Mục tiêu tổng quát:<br /> - Đánh giá mức độ điều khiển của các phương pháp trượt<br /> Mục tiêu cụ thể:<br /> - Thiết kế được bộ điều khiển theo phương pháp trượt<br /> HOSMC dùng hàm sign và phương pháp lớp biên dùng hàm Sat<br /> nhằm nâng cao chất lượng hệ thống điều khiển quỹ đạo robot.<br /> 3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu<br /> Đối tượng nghiên cứu<br /> - Cánh tay robot Scara 3 bậc tự do.<br /> <br /> 3<br /> <br /> Phạm vi nghiên cứu<br /> - Điều khiển quỹ đạo chuyển động của cánh tay robot bám<br /> chính xác quỹ đạo đặt trước theo phương pháp trượt.<br /> - Giảm hiện tượng chartering dùng hàm sat<br /> 4. Phƣơng pháp nghiên cứu<br /> Nghiên cứu lý thuyết:<br /> Tìm hiểu lý thuyết về điều khiển tự động, lý thuyết về điều<br /> khiển bền vững. Xây dựng mô hình toán học đối tượng trên lý<br /> thuyết.<br /> + Xây dựng cấu trúc hệ thống điều khiển trượt cánh tay robot.<br /> Nghiên cứu thực nghiệm:<br /> + Xây dựng mô hình hệ thống điều khiển và mô phỏng trên<br /> phần mềm Simulink Matlab.<br /> + Nhận xét và đánh giá kết quả.<br /> 5. Bố cục đề tài gồm 5 chƣơng<br /> - Chương 1. Tổng quan về robot công nghiệp.<br /> - Chương 2: Điều khiển trượt bền vững cho hoạt động tay<br /> máy.<br /> - Chương 3: Phương trình động học robot.<br /> - Chương 4: Xây dựng hệ thống điều khiển trượt cánh tay<br /> robot.<br /> - Chương 5: Mô phỏng và kết quả.<br /> 6. Tổng quan tài liệu nghiên cứu<br /> Đề tài được nghiên cứu dựa trên các tài liệu có liên quan đến<br /> nội dung về lý thuyết điều khiển tự động và lý thuyết về điều khiển<br /> hiện đại, robot công nghiệp, lý thuyết về các phương pháp điều khiển<br /> robot, phương pháp điều khiển trượt ứng dụng cho robot công<br /> nghiệp.<br /> <br />