TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN BỘ MÔN TỰ DỘNG HÓA CÔNG NGHIỆP BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC KỸ THUẬT ROBOT Đề tài TÌM HIỂU ROBOT MPL800II GVHD PGS TS Nguyễn Phạm Thục Anh Nhóm 1 Lớp 129135 HÀ NỘI 12022 2 MỤC LỤC PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ 3 DANH MỤC HÌNH VẼ 4 CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU ROBOT MPL800 II 5 1 1 Tổng quan về robot 5 1 2 Giới thiệu 6 1 3 Ứng dụng của Robot MPL800 II trong công nghiệp 8 1 4 Kết cấu cơ khí 8 1 5 Thông số kỹ thuật 10 CHƯƠNG 2 ĐỘNG HỌC THUẬN VỊ TRÍ CỦA ROBOT MPL800 II 12 2 1 Tín.
GIỚI THIỆU ROBOT MPL800 II
Tổng quan về robot
Robot, hay còn gọi là "người máy", là một thiết bị có khả năng thực hiện công việc tự động thông qua sự điều khiển của máy tính hoặc vi mạch điện tử được lập trình Đây là một hệ thống cơ khí-điện tử, hoạt động như một tác nhân cơ khí và nhân tạo.
Hình 1.1 Robot trong nhà máy
Robot công nghiệp được sử dụng chủ yếu trong các nhà máy để sản xuất sản phẩm với độ chính xác cao Chúng có khả năng làm việc liên tục và duy trì năng suất ổn định.
Robot giúp doanh nghiệp sản xuất sản phẩm chất lượng cao với tỷ lệ lỗi thấp, đồng thời tăng cường khả năng sản xuất liên tục, từ đó nâng cao sản lượng để đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng.
Phân loại robot trong công nghiệp:
Bảng 1.1 Phân loại robot công nghiệp
Dấu hiệu phân loại Tên gọi của tay máy
Theo số bậc chuyển động
( kể cả chuyển động rời của cả tay máy)
Có hai hoặc nhiều hơn ở dạng :
Theo số lượng tay máy
Một, hai hoặc nhiều tay máy được điều khiển động thời
• Có nguồn dẫn động và điều khiển riêng
• Có nguồn dẫn động riêng và được điều khiển chung
• Có chung nguồn dẫn động
Theo tải trọng nâng của tay máy
Theo nguồn dẫn động của các cơ cấu chấp hành
Theo hệ thống điều khiển theo nguyên lý điều khiển
Với điều khiển chương trình
Với điều khiển theo cảm nhận
• Điều khiển không thích nghi
• Điều khiển thích nghi Với trí tuệ nhân tạo
Theo số robot được điều khiển đồng thời
Theo độ chính xác • Gồm các mức chính xác : 0, 1, 2,
Giới thiệu
Robot MPL800 II, được sản xuất bởi Yaskawa - tập đoàn hàng đầu thế giới trong lĩnh vực robot công nghiệp, cung cấp đa dạng sản phẩm như robot gắp, nâng bốc, đóng gói, hàn, sơn và lắp ráp Yaskawa nổi tiếng với chất lượng và công nghệ tiên tiến trong ngành công nghiệp, khẳng định vị thế của mình trong sản xuất và cung cấp các giải pháp tự động hóa.
Hình 1.2: Một số loại Robot của hãng Yaskawa
Robot MPL800 II thực hiện công đoạn sản xuất với tốc độ nhanh và độ chính xác cao, thay thế con người trong nhiều lĩnh vực như lắp ráp ô tô, đóng tàu, sắt thép, chế biến thực phẩm và điện tử bán dẫn Với độ tin cậy và hiệu suất vượt trội, robot 4 trục này là lựa chọn hoàn hảo cho việc xếp dỡ hàng hóa và chọn đơn hàng Thiết kế của MPL800 II giúp dễ dàng xử lý các tải không cân bằng nhờ vào mômen quán tính cao, mang lại hiệu quả tối ưu trong sản xuất.
MPL800 II sở hữu tầm với chiều dọc lên đến 3.024 mm và chiều ngang 3.159 mm, cho phép robot này nâng tải trọng cao 102 inch trên pallet tiêu chuẩn 48 inch x 40 inch Đặc biệt, cổ tay rỗng của MPL800 II giúp thực hiện nhiều chuyển động linh hoạt mà không bị cản trở, đồng thời cho phép định tuyến các hãng hàng không và cáp từ đế đến EOAT, nâng cao độ an toàn và kéo dài tuổi thọ của cáp.
MPL800 II được kết hợp với bộ điều khiển DX200, một thiết bị điều khiển đa chức năng với khả năng điều khiển 4 trục DX200 có thể tích hợp trong hệ thống nhiều băng tải và hỗ trợ vị trí đặt pallet một cách hiệu quả.
Ứng dụng của Robot MPL800 II trong công nghiệp
Đây là loại robot phù hợp với các ứng dụng về đóng gói (điều khiển dỡ và đóng gói vào khay, hộp, thùng carton, túi, …)
Robot MPL800II được ứng dụng đa dạng trong các ngành công nghiệp như thực phẩm, nước giải khát, kho bãi và nhiều sản phẩm công nghiệp khác.
Robot MPL800II là một giải pháp chuyên dụng lý tưởng cho việc nâng bốc và di chuyển hàng hóa nặng lên đến 800kg Sản phẩm này được ưu tiên sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp như nước giải khát, thực phẩm, gạch và xi măng, nhờ vào các đặc điểm chuyên biệt của nó.
Hình 1.4: Ứng dụng của Robot MPL800 II trong công nghiệp.
Kết cấu cơ khí
Hình 1.5 Robot MPL làm việc trong xưởng
Kết cấu cơ khí của robot thể hiện như trong hình vẽ:
- Kết cấu cơ khí của robot nhìn từ trên xuống:
Hình 1.6: Robot MPL800 II khi nhìn từ trên xuống
- Kết cấu cơ khí của Rotbot MPL800 II nhìn từ đằng sau:
Hình 1.7: Robot MPL800 II khi nhìn từ đằng sau
Kết cấu cơ khí của robot khi nhìn ngang:
Hình 1.8: Robot MPL800 II khi nhìn ngang.
Thông số kỹ thuật
Các thông số kỹ thuật chính của Robot MPL800 II được trình bày trong bảng sau:
Bảng 1.2: Bảng thông số kỹ thuật chính của Robot MPL800 II
Trục điều khiển 4 khớp nối theo thiều dọc
Khả năng lặp lại ±0.5mm
Trục S – quay 1.13 rad/s, 65˚/s Trục L – cánh tay dưới 1.13 rad/s, 65˚/s Trục U – cánh tay trên 1.13 rad/s, 65˚/s Trục T – cổ tay 2.18 rad/s, 125˚/s Quán tính cho phép Trục T – cổ tay 500kg৹m2
Khối lượng 2550kg Điều kiện môi trường
Nhiệt độ 0˚C đến +45˚C Độ ẩm 20 - 80% RH (không ngưng tụ) Độ rung 4.9m/𝑠 2 hoặc ít hơn
Khác Không có khí hoặc chất lỏng ăn mòn, hoặc các khí gây nổ
Không có nước, dầu hoặc bụi Không có nhiễu điện quá mức (plasma)
ĐỘNG HỌC THUẬN VỊ TRÍ CỦA ROBOT MPL800 II
Tính toán công thức
Hình 2.1 Mô hình robot MPL800 II Bảng 2.1 Bảng Denavit-Hartenberg i 𝑎 𝑖 𝛼 𝑖 𝜃 𝑖 𝑑 𝑖
Ta xét các ma trận biến đổi:
= [ cos (𝜃 2 ) −sin (𝜃 2 ) 0 𝑎 2 cos (𝜃 2 ) sin (𝜃 2 ) cos (𝜃 2 ) 0 𝑎 2 sin (𝜃 2 )
Vậy ta có ma trận:
3 3 3 cos( ) 0 sin( ) cos( ) cos( ) sin( ) 0 cos( ) sin( ) 0 cos( ) sin( ) sin( ) cos( ) 0 sin( )
0 0 0 1 0 0 0 1 cos( ) 0 sin( ) cos( ) sin( ) 0 cos( ) s
41 42 43 44 cos( ) sin( ) 0 0 in( ) sin( ) cos( ) 0 0
21 1 2 3 4 cos( ).cos( ).cos( ) sin( ).sin( ) cos( ).cos( ).sin( ) sin( ) cos( ) cos( ).sin( ) cos( ).cos( ) cos( ).cos( ) cos( ) sin( ).cos( ).cos( ) co a a a a a a a a
34 3 s( ).sin( ) sin( ).cos( ).sin( ) cos( ).cos( ) sin( ).sin( ) sin( ).sin( ) sin( ).cos( ) sin( ) sin( ).cos( ) sin( ).sin( ) cos( ) a a a a a a a a a a a
Thiết kế giao diện Matlab
Hình 2.2 Chương trình matlab tính động học thuận
• Giới hạn góc ứng với thông số kĩ thuật của Robot MPL800 II, nếu nhập sai sẽ báo lỗi.
MA TRẬN JACOBY
Tính toán công thức
- Bước 1: xác định ma trận T n i : o i i i i x x x x i i i i i y y y y n i i i i z z z z n o a p n o a p
- Bước 2: Xác định ma trận J H :
- Bước 3: Tính ma trận Jacoby: 𝐽 = [𝑅 𝑛 0 0
0 𝑅 𝑛 0 ] • 𝐽 𝐻 Vậy ma trận Jacoby là:
Lập trình tính toán trên phần mềm Matlab
Hình 3.1 Chương trình matlab tính ma trận jacoby
• Giới hạn góc ứng với thông số kĩ thuật của Robot MPL800 II, nếu nhập sai sẽ báo lỗi
ĐỘNG HỌC NGƯỢC ROBOT
𝑛 𝑥 = cos (θ 1 ) cos (θ 4 ) cos (θ 2 + θ 3 ) + sin (θ 1 ) sin (θ 4 )
𝑜 𝑥 = - cos (θ 1 ) cos (θ 2 + θ 3 ) sin (θ 4 ) + sin (θ 1 ) cos (θ 4 )
𝑝 𝑥 = a3 cos (θ 1 ) cos (θ 2 + θ 3 ) + a2 cos (θ 1 ) cos (θ 2 ) + a1 cos (θ 1 )
𝑛 𝑦 = sin (θ 1 ).cos(θ 2 + θ 3 ) cos (θ 4 ) - cos (θ 1 ) sin (θ 4 )
𝑜 𝑦 = - sin (θ 1 ).cos(θ 2 + θ 3 ) sin (θ 4 ) - cos (θ 1 ) cos (θ 4 )
𝑝 𝑦 = a3 sin (θ 1 ) cos (θ 2 + θ 3 ) + a2 sin (θ 1 ) cos (θ 2 ) + a1 sin (θ 1 )
𝑝 𝑧 = a3 sin(θ 2 + θ 3 ) + d 1 + a2 sin (θ 2 ) Áp dụng phương pháp phân ly biến:
𝑇 1 0 = [ cos(θ 1 ) 0 sin(θ 1 ) 𝑎 1 cos(θ 1 ) sin(θ 1 ) 0 −cos(θ 1 ) 𝑎 1 sin(θ 1 )
[ cos(θ 1 ) n x + sin(θ 1 ) n y cos(θ 1 ) o x + sin(θ 1 ) o y cos(θ 1 ) a x + sin(θ 1 ) a y cos(θ 1 ) p x + sin(θ 1 ) p y − a 1 n z o z a z p z − d 1 sin(θ 1 ) n x − cos(θ 1 ) n y sin(θ 1 ) o x − cos(θ 1 ) o y sin(θ 1 ) a x − cos(θ 1 ) a y sin(θ 1 ) p x − cos(θ 1 ) p y
(4.6) Cân bằng 2 vế ta có các phương trình sau: sin(θ 1 ) p x − cos(θ 1 ) p y = 0 (4.7) Suy ra: θ 1 = ATAN2(p y , p x ) θ 1 = ATAN2(−p y , −p x )
{sin(θ 4 ) = sin(θ 1 ) n x − cos(θ 1 ) n y cos(θ 4 ) = sin(θ 1 ) o x − cos(θ 1 ) o y (4.8) Suy ra: θ 4 = ATAN2(sin(θ 1 ) n x − cos(θ 1 ), sin(θ 1 ) o x − cos(θ 1 ) o y )
{cos(θ 1 ) p x + sin(θ 1 ) p y − a 1 = a 3 cos(θ 2 + θ 3 ) + a 2 cos(θ 2 ) p z − d 1 = a 3 sin(θ 2 + θ 3 ) + a 2 sin(θ 2 ) (4.9) Đặt:
{m = 𝑎 3 cos(θ 2 + θ 3 ) + 𝑎 2 cos(θ 2 ) n = 𝑎 3 sin(θ 2 + θ 3 ) + 𝑎 2 sin(θ 2 ) Bình phương cả 2 vế ta được:
{m 2 = (a 3 cos(θ 2 + θ 3 )) 2 + 2 a 3 cos(θ 2 + θ 3 ) a 2 cos(θ 2 ) + (a 2 cos(θ 2 )) 2 n 2 = (a 3 sin(θ 2 + θ 3 )) 2 + 2 a 3 sin(θ 2 + θ 3 ) a 2 sin(θ 2 ) + (a 2 sin(θ 2 )) 2 Cộng hai phương trình ta được: m 2 + n 2 = a 3 2 + a 2 2 + 2a 3 a 2 cos(θ 3 ) (4.10) Suy ra: cos(θ 3 ) = m 2 + n 2 − a 3 2 − a 2 2
Sử dụng cho Planar đảo vị trí ta có: θ 2 = 𝐴𝑇𝐴𝑁2(𝑝 2 , 𝑝 1 ) − 𝐴𝑇𝐴𝑁2(𝑎 3 sin(θ 3 ) , 𝑎 2 + 𝑎 3 cos(θ 3 )) Trong đó:
VP 1 = [ cos(θ 2 + θ 3 ) cos(θ 4 ) −cos(θ 2 + θ 3 ) sin(θ 4 ) sin(θ 2 + θ 3 ) a 3 cos(θ 2 + θ 3 ) + a 2 cos(θ 2 ) sin(θ 2 + θ 3 ) cos(θ 4 ) −sin(θ 2 + θ 3 ) sin(θ 4 ) −cos(θ 2 + θ 3 ) a 3 sin(θ 2 + θ 3 ) + a 2 sin(θ 2 ) sin(θ 4 ) cos(θ 4 ) 0 0
𝑝 2 = p z − d 1 Điều kiện góc quay của từng khớp (theo thông số kĩ thuật) :
Các giá trị góc 1,2,3,4 chỉ phụ thuộc vào p x , p y , p z , n x , n y , o x , o y , Điều kiện các thông số nhập vào:
−1 ≤ 𝑛 𝑥 , 𝑛 𝑦 , 𝑜 𝑥 , 𝑜 𝑦 ≤ 1 và các giá trị vecto n, o, a tương ứng tạo thành một tam diện thuận
THIẾT KẾ QUỸ ĐẠO CHUYỂN ĐỘNG CHO CÁC KHỚP CỦA
Bài toán : Thiết kế quỹ đạo chuyển động cho các khợp của robot theo quỹ đạo dạng bậc 3
Quỹ đạo của từng khớp có dạng:
= + + + Vận tốc tại mỗi khớp:
Với 𝑖 =1, 4tương ứng với 4 khớp
Ta được hệ các phương trình sau:
Giả sử Robot đi từ điểm A tới điểm B trong thời gian là t(s)=5s với điều kiện là vận tốc tại 2 thời điểm đầu và cuối bằng 0
Từ đó ta có hệ phương trình sau:
Từ đây ta sẽ xây dựng được quỹ đạo dạng bậc 3 cho từng khớp Sử dụng động học đảo ta có:
Khi Robot di chuyển từ vị trí
A p p p n n o o suy ra các góc theta tương ứng là:
) 0.95388 0.94506, ,−0.22414 suy ra các góc theta tương ứng là:
Từ đây ta có được:
− Phương trình quỹ đạo của khớp 1 với các hệ số như sau:
Ta có phương trình quỹ đạo khớp 1:
Kết quả mô phỏng trên Matlab:
− Phương trình quỹ đạo của khớp 2 với các hệ số như sau:
Ta có phương trình quỹ đạo khớp 2:
=− + Kết quả mô phỏng trên Matlab:
− Phương trình quỹ đạo của khớp 3 với các hệ số như sau:
Ta có phương trình quỹ đạo khớp 3:
Kết quả mô phỏng trên Matlab:
− Phương trình quỹ đạo của khớp 4 với các hệ số như sau:
Ta có phương trình quỹ đạo khớp 4:
Kết quả mô phỏng trên Matlab:
Chương trình thực hiện trên matlab như sau
%thiet ke quy dao bac 3 cho cac khop robor MPL 800II figure(1);
%quy dao vi tri khop 1 x=[ 0 :0.5:5]; y1=5.4*x.^2-0.72*x.^3; subplot(3,1,1); plot(x,y1); title('do thi vi tri khop 1'); xlabel('thoi gian(s)'); ylabel('bien do'); grid on;
%quy dao van toc khop 1 y2.8*x-2.16*x.^2; subplot(3,1,2); plot(x,y2); title('do thi van toc khop 1'); xlabel('thoi gian(s)'); ylabel('bien do'); grid on;
%quy dao gia toc khop 1 y3.8-4.32*x; subplot(3,1,3); plot(x,y3); title('do thi gia toc khop 1'); xlabel('thoi gian(s)'); ylabel('bien do'); grid on;
%quy dao vi tri khop 2 figure(2); y4`-3.6*x.^2+0.48*x.^3; subplot(3,1,1); plot(x,y4); title('do thi vi tri khop 2'); xlabel('thoi gian(s)'); ylabel('bien do'); grid on;
%quy dao van toc khop 2 y5=-7.2*x+1.44*x.^2; subplot(3,1,2); plot(x,y5); title('do thi van toc khop 2'); xlabel('thoi gian(s)'); ylabel('bien do'); grid on;
%quy dao gia toc khop 2 y6=-7.2+2.88*x; subplot(3,1,3); plot(x,y6);
27 title('do thi gia toc khop 2'); xlabel('thoi gian(s)'); ylabel('bien do'); grid on;
%quy dao vi trí khop 3 figure(3); y7=-5.4*x.^2+0.72*x.^3; subplot(3,1,1); plot(x,y7); title('do thi vi tri khop 3'); xlabel('thoi gian(s)'); ylabel('bien do'); grid on;
%quy dao van toc khop 3 y8=-10.8*x+2.16*x.^2; subplot(3,1,2); plot(x,y8); title('do thi van toc khop 3'); xlabel('thoi gian(s)'); ylabel('bien do'); grid on;
%quy dao gia toc khop 3 y9=-10.8+4.32*x; subplot(3,1,3); plot(x,y9); title('do thi gia toc khop 3'); xlabel('thoi gian(s)'); ylabel('bien do'); grid on;
%quy dao vi tri khop 4 figure(4); y100-10.8*x.^2+1.44*x.^3; subplot(3,1,1); plot(x,y10); title('do thi vi tri khop 4') xlabel('thoi gian(s)'); ylabel('bien do'); grid on;
%quy dao van toc khop 4 y11=-21.6*x+4.32*x.^2; subplot(3,1,2); plot(x,y11); title('do thi van toc khop 4') xlabel('thoi gian(s)'); ylabel('bien do'); grid on;
%quy dao gia toc khop 4 y12=-21.6+8.64*x; subplot(3,1,3);
28 plot(x,y12); title('do thi gia toc khop 4') xlabel('thoi gian(s)'); ylabel('bien do'); grid on;
THIẾT KẾ ĐIỀU KHIỂN CHUYỂN ĐỘNG CHO ROBOT MPL800
Tính toán động lực học cho Robot
Trong đó: K: là tổng động năng của hệ thống
P: Là tổng thế năng của hệ thống
Từ hàm Lagrange được xác định bằng biểu thức sau:
1 Nếu i là khớp quay (𝜃 𝑖 ), khi đó momen cần đặt lên khớp i là:
𝜕𝑟 𝑖 (6.2) Động năng khớp nối thứ i:
Với Ji là momen quán tính của khớp nối thứ i
Tham số Thanh nối 1 Thanh nối 2 Thanh nối 3
Khai báo vị trí trong Matlab:
V2=[(2*L1+L2*cos(th2))*cos(th1);(2*L1+L2*cos(th2))*sin(th1 );L2*sin(th2)+d]
V3=[(2*L1+2*L2*cos(th2)+L3*cos(th3))*cos(th1);(2*L1+2*L2*c os(th2)+L3*cos(th3))*sin(th1);2*L2*sin(th2)+L3*sin(th2+th3 )+d]
Khai báo tốc độ trong Matlab:
Pc1=[-L1*sin(th1)*thc1 L1*cos(th1)*thc1 0]
Pc1=simplify(Pc1); syms L2 th2 thc2
Pc2=[(-L2*thc2*sin(th2))*cos(th1)-
(2*L2+L2*cos(th2))*sin(th1)*thc1 (-
L2*sin(th2)*thc2)*sin(th1)+(2*L1+L2*cos(th2))*thc1*cos(th1 ) L2*cos(th2)*thc2]
Pc2=simplify(Pc2); syms L3 th3 thc3
Pc3=[(-2*L2*thc2*sin(th2)-L3*thc3*sin(th3))*cos(th1)-
(2*L1+2*L2*cos(th2)+L3*cos(th3))*sin(th1)*thc1 (-
L3*thc3*sin(th3))*sin(th1)+(2*L1+2*L2*cos(th2)+L3*cos(th3) )*cos(th1)*thc1
2*L2*thc2*cos(th2)+L3*(thc2+thc3)*cos(th2+th3)]
Do các khớp đều là khớp quay, do đó Momen cần đặt lên các khớp là:
Khai báo 𝜃 • 𝑖 trong Matlab là thc1
𝜕𝜃 𝑖 ̇) được tính toán bằng hàm: dldthci=diff(L,thci)
𝜕𝜃 𝑖 được tính toán bằng hàm: dldthi=diff(L,thi)
%%momen dat len cac khop
%tinh dao ham lagrange theo cac bien dldthc1=diff(L,thc1) dldthc2=diff(L,thc2) dldthc3=diff(L,thc3) dldth1=diff(L,th1) dldth2=diff(L,th2) dldth3=diff(L,th3)
Trong Matlab, việc lấy đạo hàm trực tiếp của các thành phần theta_i là không khả thi vì chúng là các hàm phụ thuộc vào thời gian Do đó, chúng ta quy ước rằng th2c_i là đạo hàm cấp 2 theo thời gian của các thành phần thc_i.
𝜕𝜃 𝑖 ̇) sẽ được tính bằng cách nhân các đạo hàm riêng theo các biến rồi nhân với đạo hàm các biến đó
Trong bài viết này, chúng ta sẽ xem xét cách tính đạo hàm cấp hai của các tham số theta_i liên quan đến momen tại các khớp quay syms th2c1, th2c2 và th2c3 Để tính toán, chúng ta sử dụng công thức M1 = diff(dldthc1, th1)*thc1 + diff(dldthc1, th2)*thc2 + diff(dldthc1, th3)*thc3 + diff(dldthc1, thc1)*th2c1 + diff(dldthc1, thc2)*th2c2 + diff(dldthc1, thc3)*th2c3 - dldth1 Công thức này cho phép chúng ta xác định mối quan hệ giữa các tham số và momen, giúp tối ưu hóa các tính toán trong lĩnh vực cơ học.
M2=diff(dldthc2,th1)*thc1+diff(dldthc2,th2)*thc2+diff(dldt hc2,th3)*thc3+diff(dldthc2,thc1)*th2c1+diff(dldthc2,thc2)* th2c2+diff(dldthc2,thc3)*th2c3-dldth2
M3=diff(dldthc3,th1)*thc1+diff(dldthc3,th2)*thc2+diff(dldt hc3,th3)*thc3+diff(dldthc3,thc1)*th2c1+diff(dldthc3,thc2)* th2c2+diff(dldthc3,thc3)*th2c3-dldth3
Kết quả thu được là biểu thức momen đặt lên các khớp:
Do kết quả thu được rất phức tạp, nên không đưa vào bài trình bày này, kết quả lưu ở m_file
Thuật toán điều khiển Robot
Nhóm em sẽ sử dụng bộ điều khiển PD để điều khiển cho Robot
{ ɛ̅ = q̅̅̅ − q d ̅ là sai số vị trí của khớp robot ɛ̅̇ = q̅̅̅̇ − q̅̇ là sai số tốc độ của khớp robot d
K P là ma trận đường chéo các hệ số khuếch đại
K D là ma trận đường chéo các hệ số đạo hàm Nhóm em tính toán và lựa chọn bộ ma trận Kp và Kd để điều khiển Robot là:
Triển khai thuật toán trong Matlab bằng Matlab funtion, phần quan trọng là thiết lập công thức tính toán mô men đặt lên các trục robot
Xây dựng giao diện cho phép cài đặt các thông số vị trí mà tay máy cần tiếp cận, sau đó tiến hành tính toán để xác định mô men phù hợp nhằm điều khiển tay máy di chuyển đến vị trí đã chỉ định.
Hình 6.1 Giao diện cài đặt thông số
Tiến hành mô phỏng ta thu được kết quả :
Hình 6.2 Kết quả mô phỏng tọa độ tay máy theo các trục
Các tay máy robot di chuyển chính xác theo các giá trị đã định, với thời gian thiết lập nhanh chóng và ổn định mà không có sai lệch tĩnh Kết quả cho thấy phương pháp tính toán động lực học và xây dựng mô hình điều khiển đã đáp ứng đầy đủ các yêu cầu kỹ thuật, cho phép robot hoạt động đúng theo tính toán.
Mô phỏng Simcape
Sau khi hoàn thành việc xây dựng phương trình động lực học và xác định các thông số của bộ điều khiển, nhóm chúng tôi đã tiến hành mô phỏng hoạt động của robot trên phần mềm MATLAB Dưới đây là hình ảnh mô hình 3D của các thanh nối robot cùng với mô hình hoàn chỉnh.
Hình 6.3 Mô hình 3D chân đế
Hình 6.7 Khâu tác động cuối
Chuyển động của robot khi mô phỏng :
Hình 6.9 Chuyển động khi mô phỏng 1Hình 6.8 Mô hình hoàn chỉnh của robot
