Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật Cơ khí: Tích hợp đại số gia tử, điều khiển mờ và mạng noron trong điều khiển robot di động

Mục đích chung của đề tài luận án "Tích hợp đại số gia tử, điều khiển mờ và mạng noron trong điều khiển robot di động" là giải thuật điều khiển thông minh cho robot di động hai chân dựa trên logic mờ, đại số gia tử và mạng noron và sự tích hợp của các phương pháp đó cùng với điều khiển kinh điển PID và động lực học ngược.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật Cơ khí: Tích hợp đại số gia tử, điều khiển mờ và mạng noron trong điều khiển robot di động BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Nguyễn Xuân Hồng TÍCH HỢP ĐẠI SỐ GIA TỬ, ĐIỀU KHIỂN MỜ VÀ MẠNG NORON TRONG ĐIỀU KHIỂN ROBOT DI ĐỘNG Ngành: Kỹ thuật Cơ khí Mã số: 9520103 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ Hà Nội - 2022 Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS.TS. Phan Bùi Khôi 2. PGS.TS. Trần Đức Trung Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Luận án được bảo vệ tại Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ cấp trường họp tại Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Vào hồi.…giờ….. ngày…. tháng….. năm…… Có thể tìm hiểu luận án tại: 1. Thư viện Tạ Quang Bửu – Trường ĐHBK Hà Nội 2. Thư viện Quốc gia Việt Nam MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của luận án Robot di động nói chung đặc biệt robot di động hai chân có hình dạng giống người vừa có khả năng thực hiện các thao tác độc lập vừa có thể thay thế, hỗ trợ, phục vụ và tương tác trực tiếp với con người. Để robot thực hiện được các thao tác hay phục vụ, thay thế, tương tác với con người thì cần phải điều khiển robot thực hiện thao tác phù hợp với mục đích ứng dụng. Có nhiều phương pháp điều khiển robot. Trong đó phương pháp điều khiển tuyến tính PID tích hợp với động lực học ngược là phương pháp tương đối dễ thực hiện và được áp dụng phổ biến. Tuy nhiên, phương pháp này đòi hỏi tính chính xác và đầy đủ của mô hình động lực. Trên thực tế thì mô hình động lực robot khó có thể xác định được một cách chính xác và đầy đủ, mặt khác khi robot thực hiện thao tác thì các yếu tố động lực cũng thường xuyên thay đổi. Cho nên điều khiển dựa trên mô hình động lực gặp khó khăn trong việc mô hình động lực không chính xác và luôn thay đổi. Để khắc phục những nhược điểm trên thì nhóm phương pháp điều khiển thông minh mà trong đó gồm các phương pháp điều khiển dựa trên logic mờ, dựa trên đại số gia tử, mạng noron và sự tích hợp của các phương pháp đó với nhau và với phương pháp điều khiển PID có thể khắc phục được những nhược điểm, khó khăn ở trên. Logic mờ đã được ứng dụng trong điều khiển robot di động hai chân. Một trong những vấn đề chính của điều khiển dựa trên logic mờ là việc xây dựng hệ luật mờ và phương pháp giải mờ phù hợp, vấn đề này đối với robot di động hai chân hiện vẫn là bài toán mở. Với mỗi một bài toán cụ thể tìm được các hệ luật mờ, phương pháp giải mờ hợp lý sẽ khắc phục được những khó khăn trong điều khiển rõ cho những kết quả điều khiển tốt có thể ứng dụng vào thực tiễn. Bên cạnh điều khiển mờ thì có các phương pháp điều khiển dựa trên đại số gia tử và mạng noron. Đã có những kết quả nghiên cứu về điều khiển mạng noron nhưng đối với mỗi bài toán cụ thể nếu áp dụng phương pháp của lý thuyết điều khiển dựa trên mạng noron thì vẫn là bài toán mở. Để tìm được những giải pháp phù hợp trong những trường hợp cụ thể thì sẽ cho những kết quả tốt. Bài toán điều khiển dựa trên đại số gia tử thì đã được áp dụng trong các bài toán điều khiển nhưng vẫn chưa được áp dụng trong 1 điều khiển robot di động hai chân. Từ những phân tích trên luận án lấy tên đề tài là “Tích hợp đại số gia tử, điều khiển mờ và mạng noron trong điều khiển robot di động” làm đề tài nghiên cứu. 2. Mục đích, đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2.1 Mục đích nghiên cứu Mục đích chung của đề tài nghiên cứu của luận án là giải thuật điều khiển thông minh cho robot di động hai chân dựa trên logic mờ, đại số gia tử và mạng noron và sự tích hợp của các phương pháp đó cùng với điều khiển kinh điển PID và động lực học ngược. Mục đích cụ thể: - Xây dựng được các hệ luật mờ thích hợp, cũng như các giải thuật điều khiển dựa trên đại số gia tử và mạng noron thích hợp để áp dụng vào điều khiển robot di động hai chân. - Xây dựng được các bộ điều khiển và mô phỏng các bộ điều khiển bằng các phần mềm. - Mô hình hóa và mô phỏng hoạt động của robot để tăng thêm tính trực quan để kiểm nghiệm kết quả. 2.2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu trong luận án là mô hình robot di động hai chân cùng với các bài toán động học, động lực học và điều khiển. Phạm vi nghiên cứu của luận án bao gồm: - Mô hình robot di động hai chân gồm thân và hai chân. - Bài toán khảo sát động học, động lực học để nhận được quỹ đạo chuyển động cũng như các kết quả của bài toán động học, động lực học làm cơ sở để nghiên cứu bài toán điều khiển robot. - Nghiên cứu chuyển động của robot trong điều kiện không trượt chân tự thỏa mãn. - Áp dụng các luật điều khiển dựa trên logic mờ, đại số gia tử và mạng noron và có sự phối kết hợp với luật điều khiển rõ như điều khiển PID và động lực học ngược. 3. Hướng tiếp cận của luận án Thông qua việc quan sát bước đi của con người, các thống kê số liệu, tìm hiểu các công trình đã nghiên cứu, đã công bố, nghiên cứu cơ sở lý thuyết nền tảng, trên cơ sở đó dự đoán những vấn đề có thể khảo sát, nghiên cứu và những kết quả có thể đạt được. Từ đó, vạch ra các bài toán, các vấn đề khoa học để xem xét. 4. Phương pháp nghiên cứu 2 Phương pháp nghiên cứu kết hợp giữa nghiên cứu lý thuyết với lập trình tính toán mô phỏng số và mô phỏng hoạt động. Nghiên cứu lý thuyết kinh điển nói chung về các phương pháp điều khiển robot di động hai chân. Nghiên cứu lý thuyết cơ sở về các phương pháp điều khiển thông minh như điều khiển mờ, điều khiển dựa trên đại số gia tử và mạng noron. Về mặt tính toán mô phỏng sử dụng phần mềm, ngôn ngữ lập trình hiện đại để tính toán xây dựng chương trình qua đó quan sát, có cái nhìn trực quan, kiểm chứng các kết quả nghiên cứu. 5. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn - Ý nghĩa khoa học: Các kết quả ...