Thiết kế thuật toán điều khiển đồng bộ cho tay máy Robot song song phẳng ba bậc tự do

Abstract

Trong luận văn này, vấn đề phân tích động học, động lực học và thiết kế thuật toán điều khiển đồng bộ cho tay máy robot song song phẳng ba bậc tự do 3-RRR (Revolute – Revolute – Revolute) được trình bày. Trước hết, mô hình động học ngược và động học thuận của tay máy robot 3-RRR được xây dựng dựa vào phương pháp hình học. Đó là mô hình thể hiện mối quan hệ giữa khớp chủ động và vị trí trên hệ tọa độ Descartes, góc xoay của khâu chấp hành cuối. Các ma trận suy ra từ động học chính là các ma trận Jacobian, và sau đó ứng dụng các ma trận này vào tìm các cấu hình kỳ dị đồng thời phục vụ cho việc tính toán động lực học. Mô hình động lực học này sẽ được sử dụng trong thuật toán điều khiển tính toán lực. Luận văn đưa ra hai phương pháp điều khiển đó là điều khiển tính mô men truyền thống và điều khiển tính mô men đồng bộ. Trong thuật toán điều khiển tính mô men truyền thống, hệ thống sẽ có sai số nhiều do các sai số của mô hình và nhiễu ngoại lực tác động trong khi các tham số của bộ điều khiển không thể thay đổi tự động. Thuật toán điều khiển đồng bộ sẽ sử dụng các sai số đồng bộ, sai số đồng bộ chéo, ứng dụng vào thuật toán điều khiển tính toán lực để nâng cao chất lượng điều khiển. Các kết quả được kiểm chứng trên Matlab/Simulink kết hợp SolidWorks nhằm phục vụ cho việc thiết kế kích thước, quỹ đạo chuyển động, phân tích không gian làm việc loại trừ các cấu hình kỳ dị, tính mô hình động lực học và điều khiển của tay máy robot song song phẳng ba bậc tự do.