Thiết kế bộ điều khiển thích nghi trượt bền vững sử dụng mạng nơron cho robot công nghiệp

Bài viết này đưa ra bộ điều khiển bền vững thích nghi mạng nơron cho robot công nghiệp để cải thiện độ chính xác cao của điều khiển bám. Để giả quyết các kiến thức chưa biết của hệ thống robot, bộ điều khiển ARNNs được sử dụng để xấp xỉ động lực học chưa biết mà không yêu cầu kiến thức trước đó.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Thiết kế bộ điều khiển thích nghi trượt bền vững sử dụng mạng nơron cho robot công nghiệp LIÊN NGÀNH ĐIỆN - ĐIỆN TỬ - TỰ ĐỘNG HÓA Thiết kế bộ điều khiển thích nghi trượt bền vững sử dụng mạng nơron cho robot công nghiệp Design a robust adaptive sliding mode controller using neural network for industrial robot manipulator 1, 2 1 Vũ Thị Yến , Nguyễn Hữu Quảng , Lê Đức Thân3 Email: havi2203@gmail.com 1 Trường Đại học Sao Đỏ, Việt Nam 2 Trường Đại học Hồ Nam, Trung Quốc 3 Trường Đại học Tài chính - Quản trị kinh doanh Ngày nhận bài: 6/9/2018 Ngày nhận bài sửa sau phản biện: 22/12/2018 Ngày chấp nhận đăng: 27/12/2018 Tóm tắt Bài báo này đưa ra bộ điều khiển bền vững thích nghi mạng nơron cho robot công nghiệp để cải thiện độ chính xác cao của điều khiển bám. Để giả quyết các kiến thức chưa biết của hệ thống robot, bộ điều khiển ARNNs được sử dụng để xấp xỉ động lực học chưa biết mà không yêu cầu kiến thức trước đó. Ngoài ra, bộ điều khiển trượt SMC được xây dựng để tối ưu các tham số vectơ, bù sai lệch xấp xỉ. Tất cả các tham số của bộ điều khiển đưa ra được xác định bằng thuyết ổn định Lyapunov. Vì thế, khả năng ổn định, bền vững và hiệu quả bám yêu cầu của ARNNs cho IRMs được đảm bảo. Hơn thế nữa, mô phỏng được thực hiện trên robot ba bậc tự do đưa ra so sánh với bộ điều khiển PID và bộ điều khiển mờ thích nghi (AF) để chứng minh tính bền vững và hiệu quả của bộ điều khiển ARNNs. Từ khóa: Điều khiển trượt; mạng nơron; điều khiển thích nghi bền vững; robot công nghiệp. Abstract This paper proposed an adaptive robust neural networks (ARNNs) control for industrial robot manipulators to improve high accuracy of the tracking control. In order to deal with the unknown knowledge of the robot system problems, the ARNNs are used to approximate the unknown dynamics without the requirement of prior knowledge. In addition, the robust SMC is constructed to optimize parameter vectors, compensate the approximation error. All the parameters of the proposed control system are determined by Lyapunov stability theorem. Therefore, the stability, robustness and desired tracking performance of ARNNs for IRMs are guaranteed. Moreover, the simulations performed on three-link IRMs are proposed in comparison with proportional integral differential (PID) and adaptive Fuzzy (AF) control to prove the robustness and efficiency of the ARNNs. Keywords: Sliding mode control; neural networks; robust adaptive control; robot industrial manipulator. Chữ viết tắt: SMC: Sliding Mode Control (Điều khiển trượt) ARNNs: Adaptive Robust Neural Networks (Điều khiển thích nghi bền vững mạng nơron) PID: Proportional Integral Derivative (Điều khiển khuếch đại tích phân vi phân) AF: Adaptive Fuzzy (Điều khiển mờ thích nghi) 1. GIỚI THIỆU CHUNG công nghiệp là một đối tượng phi tuyến nhiều Ngày nay, với sự phát triển của công nghiệp 4.0 và biến vào ra. Trong quá trình làm việc, robot công các dây chuyền sản xuất thông minh, robot công nghiệp chịu tác động của nhiều yếu tố như tín hiệu nghiệp đóng một vai trò to lớn. Tuy nhiên, robot nhiễu, sự thay đổi của trọng lượng tải, ma sát phi tuyến,… Do đó để thiết kế một bộ điều khiển phù hợp là một thách thức lớn cần được giải quyết. Người phản biện: 1. PGS.TS. Trần Vệ Quốc Để giải quyết thách thức đó, đã có rất nhiều bộ 2. TS. Đỗ Văn Đỉnh điều khiển đã được nghiên cứu và đưa ra như bộ Tạp chí Nghiên cứu khoa học - Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190 Số 4(63).2018 35  NGHIÊN CỨU KHOA HỌC điều khiển PID, bộ điều khiển thích nghi, bộ điều l2 khiển trượt,... được đưa ra trong các tài liệu [1- Z0 Z1 sử 4]. dụng bộ điều Trong những khiển thậptrượt đã được kỷ trước, xấp xỉ quan tâm phi tín hiệu 0 1 X0 02 X2 [3- tuyến 5]. Đặc dụng cốt sử điểm lõi của bộ điều khiểnphương trượt đãpháp được điềuquan 00 01 X1 khiển trượt là khả năng đảm bảo tính tâm [3-5]. Đặc điểm cốt lõi của phương ph ...