Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Thiết kế bộ điều khiển mờ theo đại số gia tử cho robot 2 bậc tự do

Luận văn sẽ thiết kế được một bộ điều khiển để điều khiển robot 2 bậc tự do theo dạng điều khiển hiện đại, tính toán và thiết kế bộ điều khiển trên nền đại số gia tử cho robot 2 bậc tự do, đảm bảo điều khiển các chuyển động của robot một cách chính xác. Mời các bạn cùng tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Thiết kế bộ điều khiển mờ theo đại số gia tử cho robot 2 bậc tự do i ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KÝ THUẬT CÔNG NGHIỆP NGUYỄN THỊ THU HẰNG THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ THEO ĐẠI SỐ GIA TỬ CHO ROBOT 2 BẬC TỰ DO Chuyên ngành: Kỹ thuật điều khiển và tự động hóa Mã số: LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KHOA CHUYÊN MÔN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TRƯỞNG KHOA PGS.TS. LẠI KHẮC LÃI PHÒNG ĐÀO TẠO THÁI NGUYÊN 2018 ii LỜI CAM ĐOAN Tên tôi là: Nguyễn Thị Thu Hằng Sinh ngày: 25/8/1991 Học viên lớp cao học Khóa 18 – Kỹ thuật điều khiển và tự động hóa – Trường Đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên Hiện đang công tác tại: Trường cao đẳng nghề số 1- Bộ Quốc Phòng Xin cam đoan về luận văn “ Thiết kế bộ điều khiển mờ theo đại số gia tử cho robot 2 bậc tự do” do thầy giáo PGS.TS Lại Khắc Lãi hướng dẫn là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Tất cả các tài liệu tham khảo đều có nguồn gốc, xuất xứ rõ rang. Tác giả xin cam đoan tất cả những nội dung trong luận văn đúng như nội dung trong đề cương và yêu cầu của thầy giáo hướng dẫn. Nếu có vấn đề gì trong nội dung của luận văn tác giả xin hoàn toàn chịu trách nhiệm với lời cam đoan của mình/. Thái Nguyên, ngày tháng năm 2018 Học viên Nguyễn Thị Thu Hằng iii LỜI CẢM ƠN Sau thời gian nghiên cứu, làm việc khẩn trương được sự giúp đỡ, hướng dẫn tận tình của thầy PGS - TS Lại Khắc Lãi, luận văn với đề tài “Thiết kế bộ điều khiển mờ theo đại số gia tử cho robot 2 bậc tự do” đã được hoàn thành. Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến: Thầy giáo hướng dẫn PGS - TS Lại Khắc Lãi đã tận tình chỉ dẫn, giúp đỡ tác giả hoàn thành luận văn này. Khoa sau đại học, các thầy giáo, cô giáo trong khoa Điện - Trường đại học Kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên đã giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình học tập cũng như quá trình nghiên cứu thực hiện luận văn. Toàn thể các đồng nghiệp, bạn bè, gia đình đã quan tâm động viên, giúp đỡ trong suốt quá trình học tập. iv MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .......................................................................................... ii LỜI CẢM ƠN ............................................................................................... iii MỤC LỤC ...................................................................................................... iv DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ....................................................................... vi DANH MỤC NHỮNG CHỮ VIẾT TẮT ...................................................... vi PHẦN MỞ ĐẦU ............................................................................................. 1 1. Lý do chọn đề tài. ........................................................................................ 1 2. Mục đích nghiên cứu ................................................................................... 2 3. Đối tượng nghiên cứu.................................................................................. 2 4. Ý nghĩa khoa học, ý nghĩa thực tiễn của đề tài. .......................................... 2 4.1. Ý nghĩa khoa học. .................................................................................... 2 4.2. Ý nghĩa thực tiễn. ..................................................................................... 2 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ROBOT CÔNG NGHIỆP VÀ TAY MÁY 3 1.1. Lịch sử phát triển...................................................................................... 3 1.2. Robot công nghiệp và các ứng dụng ........................................................ 7 1.3. Cấu trúc cơ bản của robot công nghiệp.................................................... 7 1.4. Kết cấu tay máy. ....................................................................................... 8 1.5. Động học robot. ...................................................................................... 11 1.5.1. Bảng thông số DH. .............................................................................. 12 1.5.2. Tính toán ma trận mô tả quan hệ khâu i đối với hệ tọa độ gốc 0Ti . ... 15 1.6. Động lực học robot................................................................................. 16 1.6.1. Hàm Lagrange. .................................................................................... 16 1.6.2. Phương trình động lực học robot 2 bậc tự do. .................................... 19 1.6.3. Phương trình động lực học robot 2 bậc tự do. .................................... 21 1.7. Kết luận chương 1 .................................................................................. 24 CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KHIỂN MỜ VÀ ĐẠI SỐ GIA TỬ 25 v 2.1. Suy luận xấp xỉ dựa trên tập mờ. ........................................................... 25 2.1.1. Khái niệm ............................................................................................ 25 2.1.2. Mô hình mờ đa điều kiện .................................................................... 26 2.2. Điều khiển mờ ........................................................................................ 28 2.2.1. Cấu trúc của bộ điều khiển mờ ........................................................... 28 2.2.2. Phương pháp thiết kế bộ điều khiển mờ dựa trên luật. ....................... 29 2.3. Suy luận xấp xỉ dựa trên đại số gia tử ... ...