Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật Điển tử: Hệ thống điều khiển robot tự hành qua mạng trong môi trường công nghiệp

Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật Điển tử "Hệ thống điều khiển robot tự hành qua mạng trong môi trường công nghiệp" trình bày các nội dung chính sau: Tổng quan về hệ thống điều khiển robot tự hành qua mạng gồm cấu trúc hệ thống vật lí ảo cho bài toán tổng thể sử dụng robot tự hành trong môi trường công nghiệp; Xây dựng hệ thống điều khiển robot tự hành qua mạng, và xây dựng mô hình hóa cho robot tự hành với thời gian trễ.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật Điển tử: Hệ thống điều khiển robot tự hành qua mạng trong môi trường công nghiệp BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ CÔNG THƯƠNG VIỆN NGHIÊN CỨU ĐIỆN TỬ, TIN HỌC, TỰ ĐỘNG HÓA ---***--- NGUYỄN TRỌNG TRUNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ROBOT TỰ HÀNH QUA MẠNG TRONG MÔI TRƯỜNG CÔNG NGHIỆP CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ MÃ SỐ: 9520203 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT TP Hồ Chí Minh - 2021 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng nội dung của luận án này là kết quả nghiên cứu của riêng tác giả. Tất cả những tham khảo từ các nghiên cứu liên quan đều được nêu nguồn gốc một cách rõ ràng. Những kết quả nghiên cứu và đóng góp trong luận án chưa được công bố trong bất kỳ công trình khoa học nào khác. Tác giả luận án Nghiên cứu sinh Nguyễn Trọng Trung i LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến hai Thầy hướng dẫn: PGS. TS. Nguyễn Thanh Phương và TS. Trần Viết Thắng đã tận tình hướng dẫn tôi thực hiện các công trình nghiên cứu và hoàn thành luận án này. Tôi xin chân thành cảm ơn các Thầy, Cô, Cán bộ, Nhân viên của Viện Nghiên cứu Điện tử, Tin học, Tự động hóa và Phân Viện Nghiên cứu Điện tử, Tin học, Tự động hóa TP.HCM đã nhiệt tình giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu. Cuối cùng, xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến Gia đình của tôi, những người thân đã chia sẻ mọi khó khăn, luôn động viên tôi vượt qua khó khăn để hoàn thành tốt luận án này. ii MỤC LỤCS LỜI CAM ĐOAN................................................................................................... i LỜI CẢM ƠN ....................................................................................................... ii MỤC LỤC ............................................................................................................ iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ..................................................................... vi DANH MỤC CÁC ĐƠN VỊ ĐO LƯỜNG ........................................................ viii DANH MỤC HÌNH VẼ ....................................................................................... ix DANH MỤC BẢNG BIỂU ............................................................................... xii DANH MỤC KÍ HIỆU ...................................................................................... xiii MỞ ĐẦU ............................................................................................................... 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ROBOT TỰ HÀNH QUA MẠNG ............................................................................................ 6 1.1. Giới thiệu về hệ thống vật lí ảo cho hệ thống kho vận nội bộ trong môi trường công nghiệp ....................................................................................... 6 1.2. Giới thiệu về hệ thống điều khiển qua mạng cho robot tự hành ................. 13 1.2.1. Giới thiệu chung.............................................................................. 13 1.2.2. Hệ thống điều khiển robot tự hành qua mạng................................. 20 1.3. Các vấn đề cần giải quyết ........................................................................... 25 1.4. Tình hình nghiên cứu .................................................................................. 30 1.4.1. Về hệ thống có thời gian trễ............................................................ 30 1.4.2. Về điều khiển robot tự hành có thời gian trễ .................................. 36 1.5. Kết luận ....................................................................................................... 41 CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG MÔ HÌNH HÓA ROBOT TỰ HÀNH TRONG SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA THỜI GIAN TRỄ ............................................................. 43 2.1. Mô tả hệ thống ............................................................................................ 43 2.2. Mô hình động học của robot tự hành .......................................................... 46 2.3. Mô hình động lực học của robot tự hành .................................................... 47 2.4. Mô hình hóa thời gian trễ ............................................................................ 53 iii 2.5. Kết luận chương 2 ....................................................................................... 57 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN BÁM THEO QUỸ ĐẠO MONG MUỐN CHO ROBOT TỰ HÀNH VỚI TÍN HIỆU TRỄ ĐẦU VÀO .............. 59 3.1. Thuật toán bám theo quỹ đạo mong muốn.................................................. 60 3.2. Hệ thống tham chiếu của mô hình ổn định ................................................. 65 3.3. Bộ điều khiển thích nghi theo hệ thống tham chiếu cho hệ thống một ngõ vào – một ngõ ra.......................................................................................... 71 3.4. Bộ điều khiển thích nghi theo hệ thống tham chiếu cho robot tự hành ...... 83 3.5. Kết luận chương 3 ....................................................................................... 92 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ .................................................................................. 94 4.1. Cấu trúc hệ thống ........................................................................................ 94 4.1.1. Cấu hình điều khiển qua mạng ....................................................... 94 4.1.2. Cấu trúc robot tự hành ........................ ...