Nâng cao chất lượng điều khiển cho robot Scara, chương 3

Phương pháp này được xây dựng trên cơ sở lý thuyết của điều khiển phân ly cho hệ thống phi tuyến bằng phản hồi tuyến tính hoá tín hiệu ra. Từ phương trình động lực họcPhương trình này gồm các phương trình vi phân cấp hai cho mỗi biến, vì lẽ đó qua hai lần vi phân phương trình đầu ra thì hệ số của tín hiệu U sẽ khác 0. Lúc này tín hiệu U sẽ xuất hiện trong phương trình đầu ra
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nâng cao chất lượng điều khiển cho robot Scara, chương 3 Chương 3: Phương pháp điều khiển phản hồi phân ly phi tuyến Phương pháp này được xây dựng trên cơ sở lý thuyết của điềukhiển phân ly cho hệ thống phi tuyến bằng phản hồi tuyến tính hoá tínhiệu ra. Từ phương trình động lực học: (t)  H(q).q(t)  h(q, q)  g(q) & & & (1.5) Y  Y(q) Ma trận H không đơn nhất nên ta có thể viết lại như sau: &  [H(q)]1 (t)  [H(q)]1.([h(q,q)]  [g(q)]) & q(t) & (1.6) Phương trình này gồm các phương trình vi phân cấp hai chomỗi biến, vì lẽ đó qua hai lần vi phân phương trình đầu ra thì hệ số củatín hiệu U sẽ khác 0. Lúc này tín hiệu U sẽ xuất hiện trong phươngtrình đầu ra: &  y(t)  [H(q)]i 1 (t)  [H(q)]i 1.([h(q, q)]  [g i (q)]) & yi &  H i* (X).U(t)  g*i (X)(1.7) Với: H i* (X)  H(q)]i 1 g *i (X)  [H(q)]i 1.([h(q, q)]  [g i (q)]) &  T T  X T   q (t), q (t)  &     1 Tín hiệu (t) của bộ điều khiển được chọn sao cho đảm bảo hệthống phân ly là:  (t)   H *  (X ).[g * (X )   * (X )   E(t)]  -H (q)  -H -1 (q).  h(q,q)  g (q)    * (X )   E(t)  &  h(q,q)  g (q) -H   * (X )   E(t)  &(1.8) 2 Trong đó:  i (x)   ij.yi ,   diag(1 ,  2 ,... n ) . * ( j) j 0 Từ phương trình (1.8) ta nhận thấy tín hiệu điều khiển i (t) chokhớp i chỉ phụ thuộc vào các biến động lực học và tín hiệu vào E(t). Thay (t) từ phương trình (1.8) vào phương trình (1.5) ta được: H(q).q(t)  h(q, q)  g(q)  h(q,q)  g(q) -H  * (X)  E(t)  & & & & (1.9) Hay: &i ( t )   i1 q i ( t )   0 i q i ( t )   i e i ( t ) q& &(1.10) Phương trình (1.10) biểu thị vào ra phân ly của hệ thống. Cáchệ số 1i ,  0i ,  i được chọn theo tiêu chuẩn ổn định.1.2.3. Phương pháp điều khiển thích nghi theo sai lệch Dựa trên cơ sở lý thuyết sai lệch, Lee và Chung đã đề xuấtthuật toán điều khiển đảm bảo robot luôn bám quỹ đạo chuyểnđộng đặt trước với phạm vi chuyển động rộng và tải thay đổi rộng.Phương pháp điều khiển thích nghi theo sai lệch được xây dựngtrên cơ sở phương trình sai lệch tuyến tính hoá lân cận quỹ đạochuyển động xchuẩn. Hệ thống điều khiển gồm hai khối: Khối x(t)Quỹ đạo chuyển m(t) Phương trình + Đối tượng tiền động chuẩn Neuton-Euler điều khiển + 2 Bộ điều khiển Hệ thống nhận dạng bình phương tối thiểu tối ưu một nấc đệ quyđịnh (truyền thẳng - feedforward) và khối phản hồi (feedback) nhưHình 1.2. Khối tiền định tính toán mô men của robot ứng với quỹ đạochuyển động chuẩn theo phương trình Newton-Euler. Khối phảnhồi thực hiện tính toán thành phần mômen sai lệch theo luật tối ưumột nấc nhằm bù sai lệch vị trí và tốc độ của khớp dọc theo quỹđạo chuyển động chuẩn. Khối đánh giá tham số thực hiện theo sơđồ nhận dạng bình phương tối thiểu thời gian thực đệ quy các thamsố và hệ số phản hồi của hệ tuyến tính hoá được cập nhật và chỉnhđịnh ở mỗi chu kỳ mẫu. Mômen tổng đặt lên cơ cấu chấp hành sẽgồm hai thành phần: mômen danh định được tính theo phương trìnhNewton-Euler từ khối tiền định và mômen bù sai lệch sẽ được tínhbởi khối phản hồi thực hiện theo luật tối ưu một cấp. Phương pháp điều khiển thích nghi theo sai lệch có hai ưuđiểm cơ bản: Nó cho phép chuyển từ vấn đề điều khiển phi tuyếnvề điều khiển tuyến tính quanh quỹ đạo chuẩn. Việc tính toán 3mômen danh định cũng như mômen sai lệch được thực hiện độc lậpvà đồng thời. Tuy nhiên phươ ...