Luận án tiến sĩ nghiên cứu hệ thống chuyển động và điều khiển tay máy tự động th

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP –––––––––––***––––––––––– BÙI LÊ CƯỜNG QUỐC NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG CHUYỂN ĐỘNG VÀ ĐIỀU KHIỂN TAY MÁY TỰ ĐỘNG THU HOẠCH DỨA Ngành: Kỹ thuật cơ khí Mã số: 9.03 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1.TS NGUYỄN PHẠM THỤC ANH 2. HOÀNG SƠN Hà Nội, 2022 an an tien si TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com mo i CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập –Tự do – Hạnh phúc LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học của riêng tôi, được sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS Nguyễn Phạm Thục Anh và TS. Các số liệu, kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận án này là trung thực và chưa từng được công bố ở bất kỳ công trình nghiên cứu khoa học nào khác. Hà Nội, ngày tháng 10 năm 2022 Tác giả luận án Bùi Lê Cường Quốc an an tien si TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com mo ii LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên tôi xin trân trọng cảm ơn Ban lãnh đạo, tập thể cán bộ phòng Đào tạo sau Đại học; các quý thầy cô thuộc Khoa Cơ điện và Công trình của Trường Đại học Lâm nghiệp; cảm ơn Công ty cổ phần thiết bị chuyên dùng Việt Nam - Hà Nội và Ban giám hiệu, lãnh đạo các phòng ban, Khoa Kỹ thuật Trường Cao đẳng nghề Bình Thuận đã tạo điều kiện cho phép tôi tham gia học tập và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình nghiên cứu hoàn thành luận án tiến sĩ.

Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới PGS.TS Nguyễn Phạm Thục Anh và TS. Hoàng Sơn đã định hướng nghiên cứu, tận tình chỉ bảo với sự tận tâm, trách nhiệm cao nhất và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình nghiên cứu hoàn thiện luận án này. Trân trọng cảm ơn các nhà khoa học thuộc câu lạc bộ Cơ khí động lực, các nhà khoa học chuyên ngành cơ khí động lực, cơ khí của Trường Đại học Lâm nghiệp; Học viện Nông nghiệp Việt Nam; Học viện Kỹ thuật quân sự; Trường Đại học Bách khoa Hà Nội; Trường Đại học Giao thông vận tải; Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội,… đã giúp đỡ tôi hoàn thành luận án. Trân trọng cảm ơn các bạn bè đồng nghiệp, đặc biệt là các thành viên trong gia đình đã tạo điều kiện giúp đỡ, ủng hộ và động viên tôi trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu.

Tác giả luận án Bùi Lê Cường Quốc an an tien si TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com mo iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .II MỤC LỤC. III DANH MỤC CÁC TỪ KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT. VII DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU. xii DANH MỤC CÁC HÌNH………………………………………………….xiii MỞ ĐẦU.

TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU. Tổng quan về sản xuất dứa ở Việt Nam .1 Đặc điểm về điều kiện tự nhiên khu vực trồng dứa tại vùng Tây Nam Bộ. Đặc điểm của mẫu vườn dứa đến thời điểm thu hoạch. Công nghệ và thiết bị thu hoạch dứa ở Vùng Tây Nam Bộ.

Những tồn tại trong thu hoạch quả dứa ở vùng Tây Nam Bộ và ở Việt Nam. Công nghệ và thiết bị thu hoạch quả dứa ở một số nước trên thế giới. Tổng quan về các công trình nghiên cứu về thiết bị tự động hóa trong thu hoạch nông sản trên thế giới. Các công trình nghiên cứu robot trong lĩnh vực nông nghiệp.

Tổng quan các công trình nghiên cứu về thiết bị thu hoạch quả dứa. Tổng quan các công trình nghiên cứu về thiết bị thu hoạch quả dứa ở Việt Nam. Mục tiêu nghiên cứu. Nội dung nghiên cứu của luận án.

Nghiên cứu lý thuyết. Nghiên cứu thực nghiệm. Đối tượng nghiên cứu của luận án. 20 an an tien si TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com mo iv 1.

Thiết bị nghiên cứu. Đối tượng của tay máy thu hoạch quả dứa. Phương pháp nghiên cứu của luận án. Phương pháp nguyên cứu lý thuyết.

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm. 23 Kết luận chương 1. ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC CHUYỂN ĐỘNG TAY MÁY THU HOẠCH DỨA. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của tay máy thu hoạch dứa.

Cấu tạo tay máy thu hoạch dứa. Nguyên lý hoạt động. Xây dựng mô hình động học tay máy thu hoạch dứa. Mối quan hệ giữa các hệ tọa độ.

Phương trình động học tay máy. Xây dựng mô hình động lực học chuyển động tay máy hái dứa. Các giả thiết qui đổi của mô hình động lực học. Phương trình động lực học lý tưởng.

Phương trình động lực học quy về đầu trục động cơ khớp trong trường hợp lý tưởng. Xây dựng mô hình động lực học tay máy hái dứa khi xét tới tác động nhiễu từ môi trường làm việc. Phương trình động lực học tay máy hái dứa khi xét tới tác động của nhiễu từ môi trường làm việc. Phương trình động lực học quy đổi về đầu trục động cơ khớp khi xét tới tác động của nhiễu từ môi trường làm việc.

Phân tích đặc điểm mô hình động lực học tay máy hái dứa. Khảo sát mối liên hệ giữa mô hình động lực học lý tưởng và mô hình động lực học tay máy khi xét tới tác động của môi trường làm việc 51 an an tien si TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail. Phân tích thành phần sai lệch giữa mô hình lý thuyết và mô hình thực tế tay máy thu hoạch dứa. Các thuật toán điều khiển đề xuất trong môi trường làm việc lý tưởng.

Thuật toán phi tuyến tựa mô hình. Phương pháp momen tính toán (PD-bù trọng trường). Phương pháp PID. 59 Kết luận chương 2.

ĐIỀU KHIỂN CHUYỂN ĐỘNG TAY MÁY THU HOẠCH DỨA TỰ ĐỘNG. Nhận diện quả dứa cần thu hoạch. Thuật toán YOLO. Nghiên cứu nhận diện quả dứa.

Huấn luyện nhận diện phân biệt quả dứa xanh và chín (huấn luyện lần 2). Huấn luyện nhận diện phân biệt quả dứa xanh và chín dựa vào đặc điểm của thân trái và đài trái (huấn luyện lần 3). Kết quả huấn luyện. Điều khiển chuyển động cánh tay máy hái dứa.

Phương trình động lực học rút gọn tương ứng với hệ thống điều khiển chuyển động. Điều khiển chuyển động cánh tay máy dựa trên thuật toán PD kinh điển (Proportional Derivative - PD). Điều khiển chuyển động cánh tay với thuật toán tỷ lệ đạo hàm kết hợp với ước tính nhiễu môi trường (PD+DE; Proportional Derivative +Disturbance Estimation). Mô phỏng và phân tích kết quả điều khiển.

90 Kết luận chương 3:. NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM.100 an an tien si TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com mo vi 4. Mục tiêu và nhiệm vụ cùa nghiên cứu thực nghiệm. Mục tiêu nghiên cứu thực nghiệm.

Nhiệm vụ của nghiên cứu thực nghiệm. Đối tượng nghiên cứu thực nghiệm. Cơ sở xác định tính chính xác giữa mô hình lý thuyết qua các số liệu thực nghiệm. Kiểm tra tính đồng nhất của phương sai.

Kiểm tra tính tương thích của số liệu thực nghiệm và công thức lý thuyết. Xây dựng hệ thống thực nghiệm. Cấu trúc phần cứng hệ thống. Phần mềm mã nguồn.

Mô hình thực nghiệm toàn bộ hệ thống. Dụng cụ, thiết bị đo hỗ trợ trong quá trình thực nghiệm. Tổ chức thực nghiệm. Tổ chức thực nghiệm kiểm chứng kết quả đọc tọa độ của camera.

Tổ chức thực nghiệm kiểm chứng chuyển động tay máy hái dứa. Kết quả thực nghiệm. Kết quả thực nghiệm xác định tọa độ quả dứa của camera. Kết quả thực nghiệm chuyển động tay máy thu hoạch dứa.117 Kết luận chương 4.

128 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ. 129 TUYỂN TẬP CÁC BÀI BÁO ĐÃ CÔNG BỐ VỀ KẾT QUẢ CỦA LUẬN ÁN. 130 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 131 PHỤ LỤC an an tien si TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com mo vii DANH MỤC CÁC TỪ KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT TT Ký hiệu Đơn vị Ý nghĩa (1) (2) (3) (4) 1 LHM - Liên hợp máy 2 CNH - Công nghiệp hóa 3 HĐH - Hiện đại hóa 4 Oc X cYc Zc - Hệ tọa độ gắn với camera 5 O0t1 X 0t1Y0t Z 0t - Hệ tọa độ gốc gán cho tay máy số 1 1 1 6 O0t2 X 0t2 Y0 t Z 0 t - Hệ tọa độ gốc gán cho tay máy số 2 2 2 7 rx - Lượng dịch chuyển của khớp 1 tay máy 8 ry - Lượng dịch chuyển của khớp 2 tay máy 9 rz - Lượng dịch chuyển của khớp 3 tay máy 10 xc , yc , zc - Tọa độ quả dứa so với camera 11 L N Hàm Lagrange 12 K kgm/s Tổng động năng 13 P J Tổng thế năng 14 M dx Nm Mômen xoắn trên trục động cơ thứ nhất Hệ số quy đổi ra mômen động cơ khớp thứ 15 Kx Nm nhất 16 M dy Nm Mômen xoắn trên trục động cơ thứ hai Hệ số quy đổi ra mômen động cơ khớp thứ 17 ky Nm hai 18 g m/s2 Gia tốc trọng trường an an tien si TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com mo viii TT Ký hiệu Đơn vị Ý nghĩa Sai lệch giữa mô hình lý tưởng và mô hình 19 w d (t ) thực tế 20 m1 kg Khối lượng của khớp 1 21 m2 kg Khối lượng của khớp 2 22 m3 kg Khối lượng của khớp 3 23 F N Lực tác động lên các khớp trong thực tế Lực tác động lên các khớp trong giả thuyết 24 F0 N lý tưởng 25 Fxo N Lực tác động lên trục X 26 FYo N Lực tác động lên trục Y 27 FZo N Lực tác động lên trục Z Ma trận đặc trưng cho quán tính của các 28 H0 - khớp tay máy trong trường hợp lý tưởng Ma trận đặc trưng cho quán tính của các 29 H - khớp tay máy trong trường hợp thực tế 30 G - Ma trận biểu thị thành phần trọng lực Ma trận biểu thị thành phần trọng lực lý 31 G0 - tưởng 32 P1 J Thế năng tác động lên khớp 1 33 P2 J Thế năng tác động lên khớp 2 34 P3 J Thế năng tác động lên khớp 3 35 K1 kgm/s Động năng của khớp 1 36 K2 kgm/s Động năng của khớp 2 37 K3 kgm/s Động năng của khớp 3 38 rx m/s Vận tốc dịch chuyển trên trục X 39 ry m/s Vận tốc dịch chuyển trên trục Y an an tien si TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com mo (LUAN.