Ứng dụng mạng noron RBF giải bài toán động học thuận robot song song dạng Stewrat Gough Platform

Bài viết này trình bày một phương pháp giải quyết bài toán động học thuận cho với robot song song dạng Stewart Gough Platform 6dof (hay Hexapod). Đầu tiên, là việc xây dựng cấu trúc hình học của robot và xây dựng phương trình động học ngược của đối tượng.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Ứng dụng mạng noron RBF giải bài toán động học thuận robot song song dạng Stewrat Gough PlatformKü thuËt ®iÒu khiÓn & Tù ®éng hãa ỨNG DỤNG MẠNG NORON RBF GIẢI BÀI TOÁN ĐỘNG HỌC THUẬN ROBOT SONG SONG DẠNG STEWART – GOUGH PLATFORM Trần Tân Tiến1*, Vũ Đức Tuấn2 Tóm tắt: Bài báo này trình bày một phương pháp giải quyết bài toán động học thuận cho với robot song song dạng Stewart Gough Platform 6dof (hay Hexapod). Đầu tiên, là việc xây dựng cấu trúc hình học của robot và xây dựng phương trình động học ngược của đối tượng. Tiếp đó, giới thiệu về mạng noron RBF và ứng dụng vào giải bài toán động học thuận cho robot song song dạng Stewrat Gough Platform 6dof có cấu trúc SPS.Từ khóa: Robot song song; Mạng noron RBF; Động học thuận; Không gian khớp; Không gian công tác. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Vấn đề của bài toán động học thuận robot song song nói chung (và cả robotsong song dạng Stewart Gough Platform - SGP) có thể được phân tích biểu diễnnhư là giải một đa thức có bậc cao [2], [3]. Một trong những giải pháp được sửdụng nhiều khi giải bài toán động học thuận của robot song song là phương pháplặp Newton - Raphson [6]. Tuy nhiên, khi đó bài toán động học thuận không thểđược thực hiện theo thời gian thực (real-time) vì phương pháp Newton - Raphsonlà một kỹ thuật lặp và sự hội tụ sẽ cần rất nhiều bước lặp. Bài viết này sẽ trình bày phương pháp giải bài toán động học thuận robot songsong SGP 6dof có cấu trúc SPS bằng phương pháp sử dụng mạng noron nhân tạoRBF nhằm nâng cao tính thời gian thực của hệ thống. 2. TỔNG QUAN VỀ ROBOT SONG SONG DẠNG STEWART GOUGH PLATFORM CÓ CẤU TRÚC SPS2.1. Phân tích hình học robot song song SGP 6DOF- SPS Robot song song dạng SGP 6dof cấu trúc SPS được cấu tạo bởi một mặt phẳngnền (base platform - B), tấm chuyển động (Moving platform - P) và 6 cặp chân dẫnđộng. Các khâu liên kết với nhau bởi khớp tịnh tiến – Prismatic và khớp cầu –Spherical. Việc biểu diễn hình học của mặt phẳng nền và tấm chuyển động có thểbiểu diễn đơn giản bằng 4 biến sau [6]: rB: Bán kính vòng tròn tạo bởi các khớp nối trên mặt phẳng nền. rP: Bán kính vòng tròn tạo bởi các khớp nối trên tấm chuyển động. αB: Góc tạo bởi cặp khớp nối đối xứng trên mặt phẳng nền. αP: Góc tạo bởi cặp khớp nối đối xứng trên tấm chuyển động.2.2 Phân tích động học Giả sử, tọa độ đầu cuối (End Efector) của SGP, trong không gian được biểu Tdiễn ở dạng vector như sau [3]: q   x y z    (1)118 T. T. Tiến, V. Đ. Tuấn, Ứng dụng mạng noron RBF … dạng Stewart-Gough Platform.Nghiªn cøu khoa häc c«ng nghÖ Trong đó, các chuyển động dài gồm: chuyển động dọc (x), nằm ngang (y),thẳng đứng (z) đối với hệ quy chiếu quán tính; các chuyển động góc được thể hiệnbằng các góc Euler α, β và γ. Hệ tọa độ chân dẫn động của robot song song là tập hợp các biến về chiều dài. TViết dưới dạng vector trong không gian khớp: L  l1 l2 l3 l4 l5 l6  (2) Bài toán động học ngược [2], [6] có nhiệm vụ tìm chiều dài các chân dẫnđộng Li từ tọa độ đầu cuối q cho trước. Véc tơ tọa độ của các khớp trên mặtphẳng nền {B} được biểu diễn:  rB cos i    Bix    i  Bi   rB sin i     Biy  Với i   B khi i  1,3, 5 ; i  i 1   B 3 2  0   Biz  khi i  2, 4, 6  rP cos  i    Pix    i  Pi   rP sin  i     Piy  Với  i   P khi i  1,3, 5 ; i  i 1   P 3 2  0   Piz  khi i  2, 4, 6 Y YP 120 P3 B3 o P2 B4 rB B2 120 P4 o X X P5 αP rP B1 αB B5 P1 ...