Nghiên cứu Khoa học

Nghiên cứu mô hình và thiết kế cánh tay máy hai bậc tự do sử dụng bộ điều khiển mờ trượt

1. Lý do chọn đề tài

Robot công nghiệp đang được ứng dụng rất rộng rãi trong các ngành sản xuất hiện đại.Với ưu điểm độ chính xác cao, thao tác lặp lại liên tục, tiêu tốn ít năng lượng và làm việc trong những môi trường khắc nghiệt. Các quốc gia phát triển hàng đầu thế giới đã ra sức ứng dụng robot vào các ngành công nghiệp chủ chốt nhằm đạt tới trình độ công nghiệp hóa và tự động hóa cao.

 Tuy nhiên, nhược điểm lớn nhất của hệ tay máy là chưa linh hoạt như con người và chưa đảm bảo tính ổn định về chất lượng. Do đó, để nâng cao hiệu quả sử dụng robot cần phải đẩy mạnh nghiên cứu về công nghệ chế tạo và công nghệ điều khiển mà trong đó việc nghiên cứu các luật điều khiển và xây dựng bộ điều khiển cho hệ tay máy là rất quan trọng.

Hiện nay, nhiều nghiên cứu đã liên kết hai phương pháp điều khiển mờ và trượt áp dụng cho các đối tượng phi tuyến. Tuy nhiên, để tạo ra các mặt trượt biến đổi tránh phải dùng những bộ tính toán phức tạp và giảm bớt thời gian tìm đến gần giá trị tối ưu là vấn đề thời sự hiện nay.

Đồng thời, mọi kết quả làm việc và mô phỏng đều nằm trên phần mềm, máy tính. Nên ta chưa có điều kiện đánh giá chính xác nhất hoạt động thực tế của cánh tay Robot.

Với các lý do trên, tác giả đã lựa chọn việc nghiên cứu mô hình và thiết kế cánh tay máy hai bậc tự do sử dụng bộ điều khiển mờ trượt với mong muốn đạt được các chỉ tiêu chất lượng của hệ thống.

2. Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài này một phần là nhằm đánh giá mức độ ưu việt của bộ điều khiển mờ trượt so với bộ điều khiển trượt nhằm nâng cao chất lượng điều khiển trong tay máy hai bậc tự do, phần nào đáp ứng nhu cầu của thực tiễn.

3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Nghiên cứu và xây dựng bộ điều khiển mờ trượt cho tay máy hai bậc tự do rồi tiến hành mô phỏng bộ điều khiển này trên phần mềm Matlab-Simulink để khẳng định tính đúng đắn của đề tài.

4. Nội dung nghiên cứu

- Nghiên cứu mô hình tay máy hai bậc tự do.

- Nghiên cứu xây dựng bộ điều khiển mờ trượt cho tay máy hai bậc tự do dựa trên cơ sở của phương pháp điều khiển trượt và điều khiển mờ.

5. Phương pháp nghiên cứu

       Nghiên cứu lý thuyết kết hợp với việc làm  mô phỏng thực nghiệm:

- Nghiên cứu lý thuyết.

- Mô phỏng thực nghiệm

- Nghiên cứu mô phỏng trên phần mềm Matlab và Simulink.

- Trên cơ sở các kết quả mô phỏng rút ra các kết luận.

6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Với kết quả nghiên cứu được, đề tài này mang lại ý nghĩa khoa học và thực tiễn về vấn đề ứng dụng lý thuyết điều khiển mờ trong việc điều khiển các đối tượng phi tuyến nói chung và robot nói riêng. Đề tài đã chỉ ra được sự kết hợp giữa điều khiển mờ và điều khiển trượt sẽ mang lại kết quả tốt hơn so với việc chỉ sử dụng bộ điều khiển trượt. Bên cạnh đó, kết quả nghiên cứu là cơ sở lý thuyết để có thể ứng dụng trong công nghệ chế tạo và sản xuất robot.

7. Kết quả đạt được

Bộ điều khiển mờ trượt đáp ứng được các yêu cầu về độ chính xác và độ ổn định cao của hệ thống, đồng thời giảm được hiện tượng chattering, một hiện tượng không mong muốn, ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng của hệ.

8. Cấu trúc báo cáo

    Báo cáo bao gồm có 4 chương

       Chương 1. Tổng quan về tay máy và điều khiển tay máy

       Chương 2. Động lực học của tay máy công nghiệp

       Chương 3. Xây dựng bộ điều khiển tay máy hai bậc tự do theo lý thuyết mờ trượt

       Chương 4. Kết quả mô phỏng

Kết luận và kiến nghị.

Các tin khác

• Năng lượng tái tạo là chìa khóa để chiến thắng về AI
• Thiết kế gậy chỉ đường thông minh dành cho người mù
• Ứng dụng kỹ thuật Watermarking trong hệ thống giám sát giao thông
• Thiết kế trò chơi game Ping - Pong dùng FPGA
• Công nghệ Truyền Dẫn Hiện Đại Trong Điều Kiện Thảm Họa