Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Chương4: Thiết kế “ bộ điều khiển thích nghi giả định rõ “ cho Robot.

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

Tải bản đầy đủ - 0trang

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: thơng số của bộ điều khiển được chỉnh định

1194tiếp mà không 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



GVHD:TS. NGUYỄN CAO CƯỜNG



1209



1210

1211

1212Tức là hệ kín trở thành tuyến tính dạng tích phân bậc hai.

1213Hệ tuyến tính dạng tích phân bậc 2 có thể điều khiển ổn định bằng các bộ điều

1214khiển vòng ngồi. Ưu điểm là biên hệ phi tuyến ràng buộc thành hệ tuyến tính độc

1215lập, dễ dàng thiết kế theo các phương pháp kinh điển của hệ thống tuyến tính đảm

1216bảo độ chính xác chuyển động theo yêu cầu nhưng nhược điểm lớn của bộ điều

1217khiển vòng ngồi là phải biết được chính xác các thơng số động lực học và phụ

1218thuộc vào những giá trị tính tốn của các bộ tham số tính tốn. Vì vậy để xác định

1219được lượng momen truyền động cần thiết lên các khớp di chuyển theo quỹ đạo,

1220bền vững theo sự thay đổi tham số, có khả năng bù sự thay đổi của tải và khử được

1221các thành phần phi tuyến cũng như phân ly đặc tính động lực học của các thanh nối

1222tay máy thì cần phải sử dụng bộ điều khiển có khả năng chỉnh định được các thơng

1223số động lực học của tay máy trong q trình chuyển động, giả thiết bằng phương

1224pháp điều khiển thích nghi giải định rõ.

1225

1226



 Điều khiển thích nghi giả định rõ.



1227Sử dụng mơ hình tay máy có chứa tham

1228riêng ra được thành, với giả thiết F(:



số hằng bất định p luôn được viết tách



1229

( 4.4 )

1230

Trong đó: Y(q, – ma trận xác định n × n.

1231Để nâng cao độ ổn định ( 4.4 ) được thay bằng các bộ điều khiển có tham

1232KD vòng ngồi:

1233

1234

1235Trong đó: – các thành phần ước lượng của M(q,p), C(q,,p), G(q,p).

1236

1237



– thành phần chỉnh định của mơ hình tay máy.

SVTH:Bùi Anh Tiến-TĐH9a2



49



gia KP,

( 4.5 )



GVHD:TS. NGUYỄN CAO CƯỜNG

1238

– sai số vị trí của khớp tay máy.

1239

– sai số vận tốc của khớp tay máy.

1240Kết hợp phương trình ( 4.4 ), ( 4.5 ) được phương trình động lực học kín của tay

1241máy:

1242

M(q,p)

( 4.6 )

1243

Trừ phía trái ( 4.6 ) xác định được:

1244

( 4.7 )

1245

Trong đó:

1246

( 4.8 )

1247

Từ ( 4.7 ) suy ra:

1248

( 4.9 )

1249

Với giả thiết tồn tại xác định được ( 4.9 ).

1250Nhận xét: Với bản chất của phương pháp giả định rõ và tuyến tính hóa chính xác

1251mơ



hình động lực học, hệ bán thích nghi theo ngun tắc điều khiển nhờ mơ hình

1252ngược ( 4.9 ).

1253Ưu điểm: Hệ điều khiển phân ly được từng trục chuyển động đảm bảo sai lệch các

1254góc khớp so với giá trị đặt, nhanh chóng tiến đến 0 và hệ khơng còn dao động khi

1255điều chỉnh lượng momen điều khiển dk tác động vào từng trục khớp khác nhau.

1256

1257

1258

1259

1260

1261

1262

1263

1264

12654.4



Mô phỏng bộ điều khiển thích nghi



12664.4.1

1267



Sơ đồ khối của bộ điều khiển



SVTH:Bùi Anh Tiến-TĐH9a2



50



GVHD:TS. NGUYỄN CAO CƯỜNG



1268

1269



1270

1271

12724.4.2

1273



Chương trình



SVTH:Bùi Anh Tiến-TĐH9a2



51



GVHD:TS. NGUYỄN CAO CƯỜNG

12741:

1275function out = con3(u);

1276conp3;

1277e=[u(1);u(2)];

1278q=[u(3);u(4)];

1279dq=[u(5);u(6)];

1280

1281v=Lam*e;

1282dv=-Lam*dq;

1283

1284q1=q(1);

1285q2=q(2);

1286dq1=dq(1);

1287dq2=dq(2);

1288

1289v1=v(1);

1290v2=v(2);

1291dv1=dv(1);

1292dv2=dv(2);

1293

1294

1295r=dq-v;

1296

1297p1=u(7); p2=u(8); p3=u(9); p4=u(10); p5=u(11);

1298p6=u(12); p7=u(13);p8=u(14);p9=u(15);

1299

1300m_hat(1,1)=p1+p2+p3+2*p4*cos(q2)+p5+p6;

1301m_hat(1,2)=p3+p4*cos(q2)+p6;

1302m_hat(2,1)=m_hat(1,2);

1303m_hat(2,2)=p3+p6;

1304

1305c_hat(1,1)=-p4*sin(q2)*dq2;

1306c_hat(1,2)=-p4*sin(q2)*(dq1+dq2);

1307c_hat(2,1)=p4*sin(q2)*dq1;

1308c_hat(2,2)=0;

1309

1310g_hat(2)=p9*cos(q1+q2);

1311g_hat(1)=(p7+p8)*cos(q1)+g_hat(2);

1312

1313out=m_hat*dv+c_hat*v+g_hat'-Kv*r;

SVTH:Bùi Anh Tiến-TĐH9a2



52



GVHD:TS. NGUYỄN CAO CƯỜNG

13142:

1315

1316Lam=[15 0 ;...

1317

0 5];

1318

1319Kv=[5 0 ;...

1320

0 1];

1321

1322 Gam=1;

1323

13243:

1325

1326function

1327



out = dp_hat(u);



1328conp3;

1329e=[u(1);u(2)];

1330q=[u(3);u(4)];

1331dq=[u(5);u(6)];

1332

1333v=Lam*e;

1334dv=-Lam*dq;

1335

1336q1=q(1);

1337q2=q(2);

1338dq1=dq(1);

1339dq2=dq(2);

1340

1341Y(1,1)=dv(1);

1342Y(1,2)=Y(1,1);

1343Y(1,3)=dv(1)+dv(2);

1344Y(1,4)=cos(q2)*(2*dv(1)+dv(2))-sin(q2)*(v(1)*dq2+v(2)*(dq1+dq2));

1345Y(1,5)=Y(1,1);

1346Y(1,6)=Y(1,1);

1347Y(1,7)=cos(q1);

1348Y(1,8)=Y(1,7);

1349Y(1,9)=cos(q1+q2);

1350

1351Y(2,1)=0;

1352Y(2,2)=0;

1353Y(2,3)=Y(1,3);

SVTH:Bùi Anh Tiến-TĐH9a2



53



GVHD:TS. NGUYỄN CAO CƯỜNG

1354Y(2,4)=sin(q2)*v(1)*dq1+dv(1)*cos(q2);

1355Y(2,5)=0;

1356Y(2,6)=Y(2,5);

1357Y(2,7)=0;

1358Y(2,8)=0;

1359Y(2,9)=Y(1,9);

1360

1361r=dq-v;

1362

1363out=-Y'*r/Gam;

1364

13654:

1366

1367function

1368



out = dyna2(u);



1369q1=u(3);

1370



q2=u(4);



1371M=M_term(q1,q2);

1372

1373TU=[u(1);u(2)];

1374

1375out=M\TU;

1376

13775:

1378function out =g(u);

1379global l1 l2 m1 m2 ;

1380lc1=l1/2;

1381lc2=l2/2;

1382q1=u(1);

1383q2=u(2);

1384out(1)= ((m1*lc1+m2*l1)*cos(q1)+m2*lc2*cos(q1+q2))*9.8;

1385out(2)=m2*lc2*cos(q1+q2)*9.8;

1386

13876:

1388

1389function out =h(u);

1390global l1 l2 m1 m2 ;

1391lc1=l1/2;

1392lc2=l2/2;

SVTH:Bùi Anh Tiến-TĐH9a2



54



GVHD:TS. NGUYỄN CAO CƯỜNG

1393q1=u(1);

1394q2=u(2);

1395dq1=u(3);

1396dq2=u(4);

1397

1398DQ=[dq1;dq2];

1399C=C_term(q1,q2,dq1,dq2);

1400out=C*DQ;

14017:

1402

1403function out= M_term(q1,q2);

1404global m1 m2 l1 l2;

1405lc1=l1/2; lc2=l2/2;

1406I1=m1*l1*l1/12;

1407I2=m2*l2*l2/12;

1408

1409out(1,1)=m1*lc1^2+m2*(l1^2+lc2^2+2*l1*lc2*cos(q2))+I1+I2;

1410out(1,2)=m2*(lc2^2+l1*lc2*cos(q2))+I2;

1411out(2,1)=out(1,2);

1412out(2,2)=m2*lc2^2+I2;

1413

14148:

1415

1416global

1417



l1 l2 l3 m1 m2 ;



1418m1=0.2;m2=0.2;

1419

1420

1421

1422

1423

1424

1425

1426

1427

14284.4.3 Mơ phỏng

1429Ta có h1:



l1=0.05;l2=0.05;l3=0.05;



ta thu được kết quả:



SVTH:Bùi Anh Tiến-TĐH9a2



55



GVHD:TS. NGUYỄN CAO CƯỜNG



1430

1431

1432

1433

1434

1435

1436

1437Ta



có h2:



SVTH:Bùi Anh Tiến-TĐH9a2



56



GVHD:TS. NGUYỄN CAO CƯỜNG



1438

1439

1440



SVTH:Bùi Anh Tiến-TĐH9a2



57



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

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

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×