Ts Đặng danh hoằng mô hình hóa và Điều khiển tay máy robot

DAI HOC THAI NGUYEN TRUONG DAI HQC KY THUAT CONG NGHIEP an. BAO CAO TONG KET DE TAI KHOA HQC VA CONG NGHE CAP TRUONG MÔ HÌNH HÓA VA DIEU KHIEN TAY MAY ROBOT Mã số: T2020-B59 Xác nhận của tô chức chủ trì Chủ nhiệm đề tài KT. HIỆU TRƯỞNG (lý, họ tên) PHO HIEU TRUONG 7 4+ S. Vũ Ngọc Pi TS.

Đặng Danh Hoằng Thái Nguyên, 09/2021 DANH SACH THANH VIEN THAM GIA THUC HIEN DE TAI i Ho va tén Đơn vị công tac 1 TS. Nguyén Thi Mai Huong Dai hoc KTCN 2) ThS. Lại Thị Thanh Hoa Đại học KTCN 3 | Th§. Trần Thị Thanh Huyền Đại học KTCN 4 ThS.

Lê Thị Thúy Ngân Dai hoc KTCN 5 ThS. Trân Thị Van Anh Đại học KTCN 6 TS. Lê Thị Quỳnh Trang Đại học KTCN i Th§. Dương Hòa An Đại học KTCN 8 ThS.

Vũ Xuân Tùng Đại học KTCN 9. Trần Thị Hải Yến Đại học KTCN 10 ThS. Dương Thị Quỳnh Nga Đại học KTCN 11 | Th$. Trần Thị Thanh Thảo Dai hoc KTCN w BỘ 12 | Th§.

Nguyễn Trung Thành Đại học KTCN 13_ | Th§. Nguyễn Văn Huỳnh Dai hoc KTCN 14 | TS. Nguyễn Anh Đức Đại học TN 15 | TS. Nguyễn Hồng Quang Đại học KTCN TRUONG DAI HOC KY THUAT CONG NGHIEP Don vi: Khoa Cong nghé Co Điện va Điện tử THONG TIN KET QUA NGHIEN CUU 1.

Thong tin chung: - Tén dé tai: M6 hinh héa va diéu khién tay may Robot. - Mã số: T2020-B59 - Chủ nhiệm đề tài: Đặng Danh Hoằng - Cơ quan chú trì: Trường đại học kỹ thuật công nghiệp. ~ Thời gian thực hiện: 10/2020 - 10/2021 2. Mục tiêu: Đề tài tập trung nghiên cứu áp dụng và phát triển các phương điều khiển dựa trên mô hình động lực học.

Đây là một hướng nghiên cứu hứa hẹn sẽ đem lại chất lượng điều khiến vượt trội so với các phương pháp điều khiến kinh điển với đối tượng tay máy robot. Kết quả nghiên cứu: Dựa trên cơ sở mô hình toán học và mục tiêu điều khiển, bộ điều khiển phù hợp với đối tượng sẽ được xây dựng và tính ôn định của hệ kín được chứng mỉnh một các chỉ tiết. Tiếp theo, quá trình mô phỏng hệ kín được tiễn hành đi kèm theo những đánh giá định tính và định lượng về động học hệ thống. Sản phẩm: - Sân phẩm đào tạo: - Sản phẩm khoa học: 02 bài báo ISI/Scopus (02 Q34).

- Sản phẩm ứng dụng: 5. Hiệu quả: Kết quả nghiên cứu của nhóm tác giả được công bố trên các tạp chí khoa học có uy tín nằm trong danh myc ISI/Scopus. Khả năng áp dụng và phương thức chuyến giao kết quả nghiên cứu: Cung cấp tài liệu chuyên ngành tham khảo cho sinh viên, học viên cao học, nghiên cứu sinh ngành Kỹ thuật điều khiển và Tự động hóa. Các kết quả của đề tài có thể sử dụng để hướng dẫn đề tài luận văn cao học cho học viên ngành Kỹ thuật điều khiển và Tự động hóa.

Ngày tháng 9 năm 2021 Cơ quan chủ trì Chủ nhiệm đề tài KT.HIỆU TRƯỞNG wn, Đặng Danh Hoằng THAI NGUYEN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY Faculty Mechanical, Electrical and Electronic Technology INFORMATION ON RESEARCH RESULTS 1. General information: - Project title: Modeling and control of Industrial Robots. - Code number: T2020-B59 - Coordinator: Dang Danh Hoang ~ = Implementing Institution: Thai Nguyen University of Technology. - Duration: From 10/2020 — to 10/2021 2.

Objectives: The topic focuses on researching, applying, and developing control methods based on dynamic models. This research direction promises to bring superior control quality compared to classical control methods with robotic manipulators. Research results: Based on the mathematical model and control objective, a suitable controller will be built, and the stability of the closed system is proven in detail. Next, the closed system simulation is carried out, and qualitative and quantitative assessments of the system kinetics 4.

Products: - Training products: - Scientific products: 02 ISI/Scopus articles (02 Q4). Effects: Research results of the authors group are published in prestigious scientific journals in the ISI/Scopus list. Transfer alternatives of reserach results andapplic ability: Provide specialized reference materials for students, graduate students, PhD students in Automation Engineering. The research results can be used to guide the master thesis for graduate students in Automation Engineering.

September, 2021 MUC LUC NATO UG UTC a tree eer ÔÔÔÔÔ Ôố Ã nan 1 DCSE AUI 3.02 6x 6 8 xn nối TT in.) a Moo TCR Dare TIT on 5 Chương 1 TONG QUAN VỀ BÀI TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC. VÀ DIEU KHIEN ROBOT SONG SÓNG 6n ta nu n0 00101006 0000071170 7000 7 Ï.1LRoEbt cầu TRUG so SốHE tá Tin khyuncbsEbuundi TIỂU 10/1 cg c2 x6 HryasspsoiÔ 1 1.2 Ung dune cia robot sone 5000. cố ee er erminenne irom 1.1 Ứng dụng trong công nghiệp 12700700. an aaacốẽ crn 10° Chương 2 XÂY DỰNG MÔ HÌNH CƠ HỌC VÀ MÔ HÌNH TOÁN HỌC CHO ROBOT ¿2231 6221112211102 1h SONG SONG DELTA KHÔNG GIAN.1 Mô hình động học robot song song Delta không gian 2.2 Mô hình động lực robot song song Delta không gian.::::c:cc+cccc+ccxsexe 2.3 Dạng ma trậnmới phương trình Lagrangedạng nhân tử.4 Thiết lập phương trình chuyên động robot song song Delta không gian 3PRS.

16 1 bb LS ne 2.1 Thiết lập phương trình chuyển động mô hình 1 của robot 3PRS.2 Thiết lập phương trình chuyển động mô hình 2 của robot 3 PRS.5 So sánh phương trình chuyển động các mô hình của robot.---c‹ccscc++ 2 Kết luận chương 2i 6c) 27. 26 Chương 3 MÔ PHỎNG SO ĐỘNG HỌC NGƯỢC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC NGƯỢC ROBOT SONG SONG DELTA KHONG GIAN .1 Tính toán động học ngược robot song song bằng phương pháp Newton — Raphson cải tiến 3.1 Thiết lập công thức tính vận tốc và gia 100070101 27 3.2 Các công thức xác định véc tơ tọa độ suy rong q(t) sccsseccseccesseessnessesnesesssnes 28 3.3 Thuật toán hiệu chỉnh độ chính xác véc tơ tọa độ suy rộng q (7) tại mỗi bước 51515 1 t1TTn10PNN88101558 ẲÍHH cc6yxsx:s8 82551 715550150819811964 0581n 601013150314111343 115ï 0014H1.10121100081 0148111011116 29 177 777777771 snvpi8c1090000ne 31:4 Đánh Bib SAL SỐ cocceoososinibrrin iritgf t0)7 f 30 rniesarsseatiifS 3.2 Phương pháp số giải bài toán động lực học ngược robot song song.1 Bài toán động lực học ngược .::c:scctseethhhhhhhhhghhhie 31 1 khử các nhân tử Lagrange 3.2 Giải bài toán động lực học ngược bằng phương pháp [| c2 c6 bong 10502801100 1101 el t,s,1001010 U1041420101000660508027141001010616.10906e°e62262202110 31 Delta không gian.3 M6 phong số bài toán động học ngược robot song song Delta không gian.4 Mô phỏng số bài toán động lực học ngược robot song song gian 3PRS.1 Mô phỏng, số bài toán động lực học ngược robot Delta không Kết luận chương 3 SONG Chương 4 ĐIỀU KHIỂN BÁM QUÝ ĐẠO CHUYEN DONG ROBOT SONG -----: 38 DELTA KHONG GIAN DUA TREN CAC MÔ HÌNH CƠ HỌC.1 Tổng quan về điều khiển bám quỹ đạo của khâu thao tác .cu secceee ccc ereiier c eirdriit 7x. iiiiiii na nan 38 4,1,1 Giới thiệu chung.12 Bài toán điều khiển trong không gian khớp ‹.3 Bài toán điều khiển trong không gian thao tác.--cceeeeeeeiieieieeiei khớp dựa trên phương 4.2 Điều khiển bám quỹ đạo robot song song trong không gian tiiiiediiiiiillrllinrreltltrtrttriiiriit 39 trình Lagrange dạng nhân tử.1 Cơ sở động lực học hệ nhiều vật có cấu trúc mạch VÒng.2 Cơ sở lý thuyết xây dựng các thuật toán điển không gian dựa trên các 4.3 Mô phỏng số các luật điều khiển cho robot song song Delta 000000000102080100 tinh .‹s «‹cs 000110001 e2xx 00nP 1111 cvci 010701100 52 mô hình động lực.1 Sơ đồ mô phỏng số các phương pháp điều khiếncramamrmaiitrrtrtir song Delta không gian 4.2 Mô phỏng số các phương pháp điều khiển robot song eeasantvesrtarentmnriasrercr# Ver 53 BPRS cssssvasossvvsvavatnasavvaveeracqosuyennsnscrens esivoystaosthisovsnyeataonrancrtassrrntr nicaanerssennets 62 K St ludin churomg 4 ssssssssssssevecessosesssscesvsesesetensoenenensosounssnnstnnsseheeensec KET LUAN TAI LIEU THAM KHAO DANH MUC CAC KY HIEU M Ma tran khối lượng C Ma tran quan tinh ly tâm va Coriolis ®, _| Ma tran Jacobi g Véc tơ gia tốc trọng trường § Véc tơ tọa độ suy rộng dư § 'Véc tơ vận tốc suy rộng dư § Véc tơ gia tốc suy rộng dư q Véc tơ tọa độ khớp gq | Véc tơ vận tốc khớp —= q Véc tơ gia tốc khớp CF Véc to tọa độ suy rộng khớp chủ động (active joints) q, Véc to van tốc suy rộng khớp chủ động Ga Véc to gia tốc suy rộng khớp chủ động q, Véc to toa độ suy rộng khớp bị động (passive joints) 4, | Véc tơ vận tốc suy rộng khớp bị động q, | Véc to gia tốc suy rộng khớp bị động X Véc tơ tọa độ suy rộng khâu thao tác x Véc tơ vận tốc suy rộng khâu thao tác % Véc tơ gia tốc suy rộng khâu thao tác Z Véc tơ tọa độ suy rộng phụ thuộc dư f Véc tơ các phương trình liên kết : Véc tơ mô men/ lực dẫn động % Véc tơ các nhân tử Lagrange u Véc tơ lực điều khiển R Bán kính ban máy cố định Ẽ Bán kính bàn máy di động Li Chiều dài khâu chủ động L¿ Chiều dài khâu bị động tâm I Ma trận của ten xơ quán tính khối trong hệ quy chiếu gắn với khối J„ | Ma tran Jacobi tinh tién Jr Ma tran Jacobi quay @ 'Véc tơ vận tốc góc khâu ta Động năng cơ hệ SỈ. ——=_———— TL Thế năng cơ hệ Hàm Lyapunov Cr Véc to sai số vị trí các khớp chủ động e„ | Sai số vị trí khâu thao tác theo phương x ¿ — | Sai số vị trí khâu thao táctheophươngy _ 3 e.

Sai số vị trí khâu thao tac theo phuong z DANH MUC CAC CHU VIET TAT RUS Revolute-Universal-Spherical PRS Prismatic-Revolute—Spherical PD Proportional - Derivate PID Proportional - Integral — Derivate RBF Radial Basic Functions MO DAU lĩnh vực dưới Robot công nghiệp từ khi mới ra đời đã được áp dụng trong nhiều là nhằm góp phần góc độ thay thế sức người. Mục tiêu ứng dụng robot công nghiệp cạnh tranh của sản nâng cao năng, suất, giảm giá thành, tăng chất lượng và khả năng cơ khí robot được sử dụng phẩm đồng thời cải thiện năng suất lao động. Trong ngành phủ kim loại, tháo lắp nhiều trong kỹ thuậtô tô, công nghệ hàn, công nghệ đúc, phun vận chuyên phôi và lắp ráp sản phẩm. vòng động học kín Về mặt cơ học, robot song song là hệ nhiều vật có câu trúc Mặc dù robot song song trong đó các khâu được nối với nhau bằng các khớp động.

, nhưng nó có một: su có cầu trúc động học phức tạp, khó : thiết kế và điều khiển lớn, độ cứng vững cao do điểm nổi trội so với robot nối tiếp như: chịu được tải trọng tác phức tạp và hoạt động kết cầu hình học của chúng, có thê thực hiện những thao bài toán động lực học và điều với độ chính xác cao. Vì vậy việc đi sâu nghiên cứu là một vấn đề khoa học và khiển robot song song để tận dụng những ưu điểm của nó CS — kế 5À, có ý nghĩa thực tế, Mục tiêu nghiên cứu ee dạng nhân tử nghiên cứu Mục tiêu của dé tai la áp dụng Phương trình Laprange [Trews gian.