Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Động năng thanh nối 1:

Động năng thanh nối 1:

Tải bản đầy đủ - 0trang

GVHD:TS. NGUYỄN CAO CƯỜNG

9622.4.3

963



Động năng thanh nối 2:

Pc2 =



964

965



966Đạo hàm hai vế ta được:

967

968

969

970Bình phương 2 vế ta được:

971

972

973

974

975

976



=

T

2 = [0; 0; + ]



977

978



I2 =



979Vậy

980

981



động năng của thanh nối 2 là:

K2 =



9822.4.4 Thế năng thanh

983P2 = -m2 [0; -1]g

984

985

= m2 g.



nối 2:



9862.4.5 Thiết lập hàm Lagrange của robot:

987L=K-P

988L=(K1+K2)-(P1+P2)

989L= .m1+I1.+K2 m2.(l12lg22.(2+2l1.lc2(+ I2)-(m1.g.+m2.g.+lc2.sin())

990*Lấy đạo hàm lần lượt theo các biến ta có :

991m1+I1+m2+(l12+lc22+2l1lc2cos)+I2].+[m2.(lc22+l1lc2.cos+I2)-m2l1lc2.sin(2+)

992=-m1.-m2.g(l1coslc2.cos()

993*Lấy đạo hàm lần lượt theo các biến và ta có :

994m2(lc22+l1lc2cos+I2]m2lc22+I2)-m2l1lc2sin

995-m2glc2cos()-m2lc2l1(+)sin

996Thiết lập phương trình Lagrange ta có :

997=998Từ phương trình tổng qt trên ta có:

999Moment của khớp 1 :



SVTH:Bùi Anh Tiến-TĐH9a2



40



GVHD:TS. NGUYỄN CAO CƯỜNG

1000=-=m1+I1+m2+(l12+lc22+2l1lc2cos)+I2].+[m2.(lc22+l1lc2.cos+I2)-m2l1lc2.sin(2+)1001m2.g(l1coslc2.cos()]

1002Moment của khớp 2:

1003=-=m2(lc22+l1lc2cos+I2]m2lc22+I2)-m2l1lc2sin-(-m2glc2cos()-m2lc2l1(+)sin

1004Ta có phương trình tổng quát của phương trình động lực học là:

1005)+H(q,

1006

 =++

10072.4.6

1008

1009

1010

1011

1012

1013



[-m1.-



Phương trình động lực:



10142.4.7 Quan hệ giữa tốc độ của khớp và tốc độ của cánh tay robot:

1015

Biểu diễn tay robot trên 2 thanh nối như sau:

i

1016

rtay= T

1017

Vậy vị trí của điểm đó trong hệ tọa độ gốc o0x0y0z0 là:

0

1018

rtay=0A2.2rtay

10190A2=.=

1020

1021Bình phương tốc độ robot khai triển vận tốc của tay robot theo thành hai phần trục

1022x và y ta có thể:

1023V2tay=u2+v2

1024Trong đó:

1025V1=

1026U=

1027Đạo hàm theo thời gian ta được:

1028

()= l1cos+

1029

=l1sin1030Như vậy ta có và chính là các véc tơ vận tốc của tay robot chiếu theo các phương

1031x và y

1032Vx=()= l1cos+

1033Vy=()= l1cos+

1034Từ các vé trên ta có quan hệ vận tốc giữa tốc độ các khớp và cánh tay robot là:

1035=vy+vx

1036=vy -vx



SVTH:Bùi Anh Tiến-TĐH9a2



41



GVHD:TS. NGUYỄN CAO CƯỜNG

1037



Chương 3: Viết hàm Matlab



1038

10393.1.



Tổng quan về Matlab-Simulink:



1040Matlab



là một bộ chương trình phần mềm lớn của lĩnh vực tốn số. Tên của bộ

1041chương trình chính là từ viết tắt của từ Matrix Laboratory, thể hiện định hướng

1042chính của chương trình là các phép tính vectơr và ma trận. Phần cốt lõi của chương

1043trình bao gồm một số hàm toán, các chức năng xuất nhập cũng như các khả năng

1044điều khiển chu trình mà nhờ đó ta có thể dựng nên các Scripts.

1045Thêm



vào phần cốt lõi, có thể dùng các bộ cơng cụ Toolbox với phạm vi chức năng

1046chuyên dụng mà người sử dụng cần. Simulink là một Toolbox có vai trò đặc biệt

1047quan trọng: vai trò của một bộ cơng cụ mạnh phục vụ mơ hình hố và mơ phỏng

1048các hệ thống kĩ thuật - Vật lý, trên cơ sở sơ đồ cấu trúc dạng khối.

1049Giao



diện đồ họa trên màn hình của Simulink cho phép thể hiện hệ thống dưới

1050dạng sơ đồ tín hiệu với các khối chức năng quen thuộc. Simulink cung cấp cho

1051người dùng một thư viện rất phong phú, có sẵn với số lượng lớn các khối chức

1052năng cho các hệ tuyến tính, phi tuyến và gián đoạn. Hơn thế người sử dụng có thể

1053tạo nên các khối riêng cho mình.

Sau khi đã xây dựng mơ hình của hệ thống cần nghiên cứu, bằng cách ghép các

1055khối cần thiết, thành sơ đồ cấu trúc của hệ, ta có thể khởi động quá trình mơ phỏng.

1054



1056Trong



các q trình mơ phỏng ta có thể trích tín hiệu hiện tại vị trí bất kì của sơ đồ

1057cấu trúc và hiển thị đặc tính của tín hiệu đó trên màn hình. Hơn thế nữa, nếu có nhu

1058cầu ta còn có thể cất giữ các đặc tính đó vào mơi trường nhớ. Việc nhập hoặc thay

1059đổi tham số của tất cả các khối cũng có thể thực hiện được rất đơn giản bằng cách

1060nhập trực tiếp hay thơng qua matlab. Để khảo sát hệ thống, ta có thể sử dụng thêm

1061các Toolbox như Signal Processing (xử lý tín hiệu), Optimization (tối ưu) hay

1062Control System (hệ thống điều khiển).

1063

SVTH:Bùi Anh Tiến-TĐH9a2



42



GVHD:TS. NGUYỄN CAO CƯỜNG

1064

10653.2 Yêu



cầu của đề

1066Viết hàm Matlab thực hiện các phương trình ở chương 2,3 và vẽ đường biểu diễn

1067vị trí và tốc độ khớp khi tay robot di truyển từ vị trí đến theo một đường thẳng.

1068Đồ thị tốc độ đặt trước của tay Robot dọc theo quỹ đạo đã cho

1069

1070

1071

1072

1073

1074

1075

1076

1077



Do tay Robot di chuyển từ [0,0; 0,4] đến [0,0; 0,7] và theo dạng đồ thị tốc độ

ở bài ra ta có:

x(t)=0

y(t)=s(t) =y01 +

s(t) là quãng đường di chuyển của Robot.

Y01 = s01 = 0,4

Với v(t) = (t) =

Vm : vận tốc cực đại của tay Robot.

 y(t) =



1078

1079

1080

1081

1082

1083

1084



Với s02 = 0,4+ Vm(0,25)2/0,5 = 0,4 + Vm.0,125

S03 = s02 + Vm.0,5 = 0,4 + Vm.0,125 + Vm.0,5 = 0,4 + Vm.0,625

Khi t = 0, y(t) = y(1) = 0,7 =s03 –Vm.(0,25)2/0,5 + Vm.0,25

= 0,4 + Vm.0,625 – Vm.(0,25)2/0,5 + Vm.0,25

= 0,4 + 0,75.Vm

 Vm = 0,3/0,75 = 0,4 (m/s)



1085

1086

1087



Vậy:

y(t) =



1088



v(t) = (t) =



10893.2.1 Hàm dhrobot(t, td): xác định vị trí khớp 1 và khớp 2.

1090

function [pos1,pos2]=dhrobot(t,td)

1091

%chuong trinh tinh toan dong hoc thuan va nguoc cho khop

1092

%cua Robot 2 bac tu do

1093

% x0,y0,xc,yc : Toa do diem dau va cuoi cua tay Robot

1094

% td: Thoi gian chuyen dong

1095

1096

1097

1098



% Khai bao cac thong so cua Robot

l1=0.4;

l2=0.3;



SVTH:Bùi Anh Tiến-TĐH9a2



43



1 va 2



GVHD:TS. NGUYỄN CAO CƯỜNG

1099

1100

1101



t1=0.25;

t2=0.75;



1102

1103



% Tinh vi tri khop 1 va 2



1104

1105

1106

1107

1108

1109

1110



xt=0;

yt=trarb(t,t1,t2,td);

k1=sqrt((xt.^2+yt.^2+l1^2+l2^2).^2-2*((xt.^2+yt.^2)^2+l1^4+l2^4));

k2=xt.^2+yt.^2+l1^2-l2^2;

k3=xt.^2+yt.^2-l1^2-l2^2;

pos1=(atan2(yt,xt)-atan2(k1,k2)) ;

pos2=atan2(k1,k3) ;



1111

1112

1113

1114

1115

1116

1117

1118

1119

1120

1121

1122

1123

1124

1125

1126

1127

1128

1129

1130



function trajt=trarb(t,t11,t22,tdd)

%Tinh quy dao chuyen dong cua tay robot (st=yt ; xt=0)

if (t>=0)&(t
trajt=0.4+0.8*t.^2;

else

if (t>=t11)&(t
trajt=0.45+0.4*(t-0.25);

else

if (t>=t22)&(t<=tdd)

trajt=0.65-0.8*(t-0.75).^2+0.4*(t-0.75);

else

if t>tdd

trajt=0.7 ; % gia tri toa do diem cuoi

end

end

end

end



11313.2.3 Hàm veloe để xác định tốc độ tay

1132 function velo=veloe(t,t11,t22,tdd)

1133 %chuong trinh tinh van toc tay Robot

1134 % td: Thoi gian chuyen dong

1135

1136

1137



Robot



if (t>=0)&(t
velo=1.6*t;

SVTH:Bùi Anh Tiến-TĐH9a2



44



GVHD:TS. NGUYỄN CAO CƯỜNG

1138

1139

1140

1141

1142

1143

1144

1145



elseif (t>=t11)&(t
velo=0.4;

elseif (t>=t22)&(t<=tdd)

velo=0.4-1.6*(t-0.75);

else

velo=0.0;

end



1146Để



xác định tốc độ các khớp, ta dùng hàm DIFF (vi phân). File scrip thực hiện

1147công việc trên và vẽ các đồ thị đặc tính.

11483.2.4 Hàm xác định

1149 t=0:0.002:1;

1150 for i=1:501

1151 [pos1(i),pos2(i)]=dhrobot(t(i),1);

1152 posrb(i)=trarb(t(i),0.25,0.75,1);

1153 velorb(i)=veloe(t(i),0.25,0.75,1);

1154 end;

1155 % xac dinh toc do khop 1

1156 velo1=diff(pos1)./diff(t);

1157 % xac dinh toc do khop 2

1158 velo2=diff(pos2)./diff(t);

1159 % Xac dinh va ve dac tinh toc do va

1160 grid on

1161 plot(t,posrb);

1162 plot(t,velorb);

1163 plot(t,pos1);

1164 hold on;

1165 plot(t,pos2);

1166 hold off

1167 plot(t,pos1);

1168 hold on

1169 plot(t,pos2);

1170

1171Dưới



vi tri tay va cac khop



đây là các đặc tính:



SVTH:Bùi Anh Tiến-TĐH9a2



45



GVHD:TS. NGUYỄN CAO CƯỜNG

Đồ thị vị trí tay Robot y(t) = s(t)



1172



1173



1174

1175

1176Đồ



thị vị trí khớp 1 và khớp 2.



SVTH:Bùi Anh Tiến-TĐH9a2



46



GVHD:TS. NGUYỄN CAO CƯỜNG



1177

1178



Chương4: Thiết kế “ bộ điều khiển thích nghi giả định rõ “

1180cho Robot.



1179



11814.1



Bộ điều khiển thích nghi



11824.1.1 Khái niệm

1183Hệ thống điều khiển thích nghi là hệ thống điều khiển trong đó thơng số của bộ

1184điều khiển thay đổi trong quá trình vận hành nhằm giữ vững chất lượng điều khiển

1185của hệ thống có điều khiển của hệ thống có sự hiện diện của các yếu tố bất định

1186hoặc biến đổi không biết trước

1187Hệ thống điều khiển thích nghi có hai vòng nối tiếp

1188

- Vòng điều khiển hồi tiếp thơng thường

1189

- Vòng hồi tiếp chỉ định thông số



SVTH:Bùi Anh Tiến-TĐH9a2



47



GVHD:TS. NGUYỄN CAO CƯỜNG



1190

1191



Sơ đồ tổng quát hệ thống điều khiển thích nghi



11924.2 Phân loại bộ điều khiển thích nghi

1193- Điều khiển thích nghi trực tiếp: thông số của bộ điều khiển được chỉnh định

1194tiếp mà khơng phải cần phải nhận dạng đặc tính động học của đối tượng

1195- Điều khiển thích nghi gián tiếp:Trước tiên phải ước lượng thơng số của đối

1196tượng, sau đó dựa vào thơng tin này để tính tốn thơng số điều khiển

11974.3



Điều khiển thích nghi trong khơng gian biến khớp



11984.3.1 Các dạng mơ hình hệ

1199Mơ hình tường minh:

1200)=u

1201Mơ hình tham số bất định

1202M(q,))+= u = F(q ,,)

1203Mơ hình với tác động nhiễu

1204)=u+(T)

1205Mơ hình bất định

1206M(q,))+= u +(T)

1207Chuyển

1208=



Euler-Lagrange



với tác động nhiễu



về dạng mơ hình hóa:



=



SVTH:Bùi Anh Tiến-TĐH9a2



48



trực



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Động năng thanh nối 1:

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×