Tóm tắt Luận án tiến sĩ Kỹ thuật: Phát triển thuật toán thích nghi điều khiển đồng thời quỹ đạo và lực tương tác của tay máy robot sử sụng bộ quan sát vận tốc lực

Luận án nghiên cứu với hai mục tiêu chính. Thứ nhất là xây dựng bộ quan sát vận tốc/lực để ước lượng giá trị vận tốc và lực tương tác giữa tay máy Robot với môi trường với tác động của nhiễu đo lường. Thứ hai là tổng hợp một thuật toán điều khiển thích nghi vị trí và lực sử dụng bộ quan sát vận tốc/lực khi các tham số động lực học của tay máy Robot thay đổi.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận án tiến sĩ Kỹ thuật: Phát triển thuật toán thích nghi điều khiển đồng thời quỹ đạo và lực tương tác của tay máy robot sử sụng bộ quan sát vận tốc lực BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUÂN SỰ ĐÀO MINH TUẤN PHÁT TRIỂN THUẬT TOÁN THÍCH NGHI ĐIỀU KHIỂN ĐỒNG THỜI QUỸ ĐẠO VÀ LỰC TƯƠNG TÁC CỦA TAY MÁY ROBOT SỬ SỤNG BỘ QUAN SÁT VẬN TỐC/LỰC Chuyên ngành: Kỹ thuật điều khiển và tự động hóa Mã số: 9 52 02 16 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2019 CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUÂN SỰ - BỘ QUỐC PHÒNG Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS.TS Trần Đức Thuận 2. TS Nguyễn Hữu Thung Phản biện 1: GS.TS Phan Xuân Minh Trường Đại học Bách Khoa Hà nội Phản biện 2: PGS.TS Phạm Trung Dũng Học viện Kỹ thuật quân sự Phản biện 3: PGS.TS Nguyễn Quang Hùng Viện Khoa học và Công nghệ quân sự Luận án được bảo vệ tại Hội đồng đánh giá luận án cấp Viện, họp tại viện Khoa học và Công nghệ quân sự vào hồi .... giờ ...., ngày.... tháng..... năm 2019 Có thể tìm hiểu luận án tại: - Thư viện Viện Khoa học và Công nghệ quân sự - Thư viện Quốc gia Việt Nam DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ ĐƯỢC CÔNG BỐ [1] Dao Minh Tuan, Le Ngoc Truc và Tran Duc Thuan (T12-2016), Hybrid force/position control for robot manipulators using force observer Chuyên san kỹ thuật điều khiển và tự động hóa, số17, Tr. 46-50. [2] Đào Minh Tuấn và Trần Đức Thuận (T12-2017), Thiết kế bộ quan sát lực/vận tốc cho điều khiển chuyển động và lực tay máy Robot , Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, số 52, tr. 3-13. [3] Đào Minh Tuấn, Trần Đức Thuận và Phan Đình Hiếu ( T4-2018), Điều khiển thích nghi vị trí/lực tay máy Robot với sự ràng buộc của môi trường làm việc, Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, số 54, tr. 42-52. [4] Đào Minh Tuấn, Phan Đình Hiếu và Trần Đức Thuận (T6-2018), Phân tích sự hội tụ sai lệch quỹ đạo vị trí, lực trong thuật toán điều khiển thích nghi vị trí/lực cho tay máy Robot , Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, số 55, tr. 23-34. [5] Dao Minh Tuan & Tran Duc Thuan (10-2018), Position/Force control for robot manipulators without force and velocity measurements, Journal of Science and Technology of technical universities, vol.128, pp. 7-13. [6]. Đào Minh Tuấn và Phan Đình Hiếu (T4-2019), Thiết kế bộ quan sát vận tốc/lực cho tay máy robot dưới tác động của nhiễu đo lường”, Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, số đặc san TĐH, tr. 126-135. 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của luận án. Trong các ứng dụng của tay máy Robot có sự bất định các tham số động lực học chuyển động trong tương tác với môi trường việc, yêu cầu vị trí điểm tác động cuối vừa bám theo một quỹ đạo mong muốn đồng thời lực tương tác bám theo một lực mong muốn và hạn chế tối đa việc sử dụng các cảm biến đo lường. Từ phân tích các phương pháp điều khiển trong các công trình nghiên cứu đã được công bố cho thấy các phương pháp điều khiển này chưa đề cập đến và thực hiện được yêu cầu về điều khiển trong nhiệm vụ nghiên cứu của luận án. Như vậy, nhiệm vụ nghiên cứu phát triển một thuật toán điều khiển vị trí và lực cho tay máy Robot có các tham số thay đổi với yêu cầu không sử dụng các sự đo lường về lực và vận tốc là cần thiết và chưa từng được công bố. 2. Mục tiêu nghiên cứu. Luận án nghiên cứu với hai mục tiêu chính. Thứ nhất là xây dựng bộ quan sát vận tốc/lực để ước lượng giá trị vận tốc và lực tương tác giữa tay máy Robot với môi trường với tác động của nhiễu đo lường. Thứ hai là tổng hợp một thuật toán điều khiển thích nghi vị trí và lực sử dụng bộ quan sát vận tốc/lực khi các tham số động lực học của tay máy Robot thay đổi. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu. Đối tượng nghiên cứu là tay máy Robot chuyển động tương tác với môi trường làm việc. Phạm vi nghiên cứu của luận án được giới hạn trong nhiệm vụ điều khiển điểm tác động cuối tay máy Robot ba bậc tự do chuyển động và tương tác với môi trường là một mặt phẳng. 4. Phương pháp nghiên cứu. - Phân tích và tổng hợp các nghiên cứu đã được công bố trong lĩnh vực nghiên cứu và nội dung nghiên cứu của luận án. - Phương pháp chuyên gia để nghiên cứu cơ sở toán học của bộ quan sát, đưa ra cơ sở toán học mới cho kỹ thuật quan sát NGPI và ứng dụng để xây dựng bộ quan sát vận tốc/lực cho tay máy Robot. - Kế thừa thuật toán điều khiển thích nghi vị trí của Slotine-Li để tổng hợp một thuật toán điều khiển thích nghi vị trí và lực cho tay máy Robot . 2 5. Bố cục của luận án. Toàn bộ luận án gồm 122 trang trình bày thành 4 chương, 75 hình vẽ, 02 bảng biểu và 06 phụ lục. 6. Ý nghĩa thực tiễn và ý nghĩa khoa học của luận án Ý nghĩa thực tiễn: - Bộ quan sát vận tốc/lực giải quyết được vấn đề thực tế là giảm được chi phí cho việc lắp đặt và sử dụng một số lượng lớn các cảm biến đồng thời giảm được sự ảnh hưởng của các tác động của môi trường đến độ chính xác của các cảm biến lắp trên tay máy Robot . - Việc ứng dụng thuật toán điều khiển đã được tổng hợp mang lại phạm vi ứng dụng của tay máy Robot rộng hơn trong các điều kiện làm việc khi các tham số động lực học không xác định hoặc có sự thay đổi của các tham số động lực học khi làm việc. Ý nghĩa khoa học: - Đưa ra được cơ sở toán học của kỹ thuật quan sát NGPI, xây dựng được bộ quan sát vận tốc/lực cho tay máy Robot bằng kỹ thuật NGPI. Đóng góp được một phương pháp mới để ước lượng trạng thái và các đạo hàm bậc cao của trạng thái của một hệ động lực học với sự tác động của nhiễu đo lường. - Tổng hợp được một thuật toán điều khiển thích nghi vị trí và lực mới trên cơ sở thuật toán điều khiển thích nghi vị trí của Slotine-Li. Chương 1 CƠ SỞ ĐIỀU KHIỂN TAY MÁY ROBOT 1.1. Động lực học tay ...