Tóm tắt Luận án Tiến sĩ ngành Công nghệ điện tử viễn thông

Luận án "Nghiên cứu vấn đề giám sát và điều khiển robot qua mạng máy tính" được thực hiện với mục tiêu để tìm ra các giải thuật mới và hiệu quả tạo cơ sở lý thuyết cho các ứng dụng thực tiễn đồng thời đóng góp vào sự phát triển của robot nối mạng. Để biết rõ hơn về nội dung chi tiết, mời các bạn cùng tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận án Tiến sĩ ngành Công nghệ điện tử viễn thông ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI ---------------------------------------TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Phùng Mạnh Dương NGHIÊN CỨU VẤN ĐỀ GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN ROBOT QUA MẠNG MÁY TÍNH Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử Mã số: 62 52 70 01 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ NGÀNH CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG Hà Nội - 2013     Công trình được hoàn thành tại:   Trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Trần Quang Vinh Phản biện 1: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Phản biện 2: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Phản biện 3: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng cấp nhà nước chấm luận án tiến sĩ họp tại . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . vào hồi giờ ngày tháng năm Có thể tìm hiểu luận án tại: - Thư viện Quốc gia Việt Nam - Trung tâm Thông tin - Thư viện, Đại học Quốc gia Hà Nội       CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1 Tổng quan về hệ robot nối mạng Hệ robot nối mạng, định nghĩa bởi hiệp hội robot quốc tế RAS, là một hệ robot được điều khiển phân tán qua mạng truyền thông máy tính như mạng Internet hay LAN. Mạng truyền thông có thể là có dây hay không dây, và dựa trên các giao thức bất kỳ như TCP, UDP, hay 802.11. Có hai loại robot nối mạng bao gồm loại hoạt động tự trị và loại điều khiển bằng tay. Nghiên cứu robot nối mạng chuyển các bài toán truyền thống như định vị và điều khiển sang dạng phân tán qua mạng truyền thông không đồng nhất. Các khó khăn đặt ra bao gồm việc đảm bảo hiệu năng và độ tin cậy hệ thống trong điều kiện bị tác động bởi các thông số mạng bất định như độ trì trễ, sự mất mát gói tin, truyền sai thứ tự gói tin, hay băng thông hạn chế. Nhiều ứng dụng thực tiễn của hệ robot nối mạng đã và đang được phát triển từ điều khiển công nghiệp tới cứu hộ cứu nạn. 1.2 Ứng dụng của robot nối mạng Xuất hiện vào năm 1994, hệ robot nối mạng đầu tiên cho phép khám phá sự sống trong vùng bị nhiễm xạ đã nhận được hơn 2,5 triệu lượt sử dụng trong 7 tháng. Bảy năm sau, hơn 40 hệ như vậy đã được phát triển cho phép người dùng từ xa tham quan bảo tàng, chăm sóc vườn cây, khám phá đại dương, thám sát không gian trên khí cầu, và gắp các tinh thể protein. Đến nay, robot nối mạng đã chứng minh được hiệu quả ứng dụng trong công nghiệp (như khai thác hầm mỏ), y tế (như mổ từ xa), giáo dục (như phòng thí nghiệm ảo), dịch vụ (như tương tác người máy), và nhiều lĩnh vực khác. Ở Việt Nam, robot nối mạng cũng đã bắt đầu thu hút được sự quan tâm nghiên cứu và được kỳ vọng tạo ra những phương thức mới giải quyết các vấn đề cấp bách trong giao thông hay cứu hộ cứu nạn. 1.3 Các nghiên cứu liên quan Trước tiềm năng ứng dụng của robot nối mạng, nhiều nghiên cứu đã được thực hiện tập trung chủ yếu vào giải quyết các bài toán cơ bản như định vị, điều khiển ổn định, và dẫn đường. Trong bài toán định vị, các hướng nổi bật bao gồm sử dụng kỹ thuật giao diện (bản đồ ảo, thực tại ảo, tái tạo mô hình 3D…) và bộ lọc tối ưu (bộ lọc Kalman và các cải tiến). Trong bài toán điều khiển ổn định, một số phương pháp đã được đề xuất như sử dụng bộ lọc dự đoán, bộ đệm thời gian, hay điều khiển dựa trên sự kiện. Bài toán dẫn đường được đề cập theo hai hướng là dẫn được trực tiếp và dẫn đường theo hành vi. Bên cạnh ưu nhược điểm riêng, nhìn chung, các nghiên cứu chủ yếu tập trung khắc phục độ trì trễ, hiếm khi giải quyết vấn đề mất mát và truyền sai thứ tự dữ liệu. 1.4 Mục tiêu nghiên cứu của luận án Trên cơ sở phân tích khả năng ứng dụng và các nghiên cứu liên quan, luận án này nghiên cứu một số vấn đề cơ bản trong việc giám sát và điều khiển robot nối mạng bao gồm định vị, điều khiển ổn định, và dẫn đường. Mục tiêu của luận án là tìm ra các giải thuật mới và hiệu quả tạo cơ sở lý thuyết cho các ứng dụng thực tiễn đồng thời đóng góp vào sự phát triển của robot nối mạng. Do mạng truyền thông máy tính nói chung rộng và phong phú về mục đích, cấu trúc, cũng như cách hoạt động, luận án này giới hạn nghiên cứu trong mạng Internet là mạng được sử dụng phổ biến cho hệ robot nối mạng. Với mạng Internet, tác giả cũng giới hạn các tham số chính là độ trì trễ, sự phân phát sai thứ tự gói tin, và độ mất mát gói tin. Tương tự, robot được nghiên cứu là loại robot di động có hai bánh điều khiển vi sai. 1.5 Cấu trúc của luận án 1   2   Luận án bao gồm 6 chương. Chương 1 trình bày tổng quan về robot nối mạng. Chương 2 đặt vấn đề và mô hình hóa hệ thống. Chương 3 trình bày giải thuật định vị. Chương 4 trình bày giải thuật điều khiển ổn định. Chương 5 trình bày giải thuật dẫn đường. Cuối cùng, chương 7 trình bày những đóng góp chính của luận án. CHƯƠNG 2: MÔ HÌNH HỆ THỐNG 2.1 Biểu diễn trong không gian trạng thái của hệ robot nối mạng Mô hình hệ robot nối mạng sử dụng trong luận án được mô tả trong hình 2.2 trong đó bộ điều kiển kết nối với bộ chấp hành qua một mạng truyền thông. Mạng truyền thông gây ra sự trì trễ, phân phát sai thứ tự, và mất mát lên các gói tin dữ liệu trao đổi trong hệ thống. trong đó x là trạng thái, z là phép đo lối ra, u là tín hiệu lối vào, w và v lần lượt là nhiễu hệ thống và nhiễu đó, và f và h lần lượt là các hàm hệ thống. 2.2 Mạng truyền thông Mạng truyền thông sử dụng trong robot nối mạng có thể lựa chọn tương đối rộng từ mạng truyền thông trong công nghiệp như fieldbus, CAN, đến các mạng đa dụng như Ethernet hay Internet. Các mạng này chia sẻ chung một số tính chất tác động tới hệ robot.   Độ trì trễ: Độ trì trễ nói chung là ngẫu nhiên trong quá trình hệ robot hoạt động. Tuy nhiên, tại mỗi thời điểm lấy mẫu, giá trị trễ có thể đo được nhờ so sánh trường thời gian gửi trong gói tin với thời gian nhận được gói tin. Sự phân phát sai thứ tự gói tin: Vấn đề này thường xảy ra khi các gói tin được truyền đi theo các tuyến khác nhau. Gói tin sai thứ tự có thể được mô hình hóa tương ...