Xác định đặc tính của các tham số phụ trong bài toán động học robot song song

Bài viết này giới thiệu một phương pháp xác định quy luật biến thiên của các tham số phụ trong bài toán động học của robot song song, tham số phụ tuy không phải là tham số trực tiếp được điều khiển song nó có vai trò quan trọng trong việc xác lập cấu hình đã chọn của cơ cấu chấp hành nhằm phân biệt với các cấu hình khả dĩ khác có thể có do tính đa nghiệm của bài toán động học robot.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Xác định đặc tính của các tham số phụ trong bài toán động học robot song song XÁC ĐỊNH ĐẶC TÍNH CỦA CÁC THAM SỐ PHỤ TRONG BÀI TOÁN ĐỘNG HỌC ROBOT SONG SONG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ DETERMINATION OF THE CHARACTERISTICS OF AUX PARAMETERS IN THE PROBLEM PARALLEL ROBOT KINEMATICS Vũ Đức Bình*, Nguyễn Hữu Hải Khoa Cơ khí - Ôtô - Trường Đại học Công nghiệp Việt Trì Tóm tắt: Bài báo này giới thiệu một phương pháp xác định quy luật biến thiên của các tham số phụ trong bài toán động học của robot song song, tham số phụ tuy không phải là tham số trực tiếp được điều khiển song nó có vai trò quan trọng trong việc xác lập cấu hình đã chọn của cơ cấu chấp hành nhằm phân biệt với các cấu hình khả dĩ khác có thể có do tính đa nghiệm của bài toán động học robot. Một phương pháp số trên cơ sở phương pháp tối ưu sẽ cho phép xác định cả tham số chính và tham số phụ, bài báo là cơ sở để xây dựng giải thuật điều khiển các hệ cơ điện tử thiếu dẫn động. Từ khóa: Tham số phụ, robot song song, phương pháp số. Abstract: This paper introduces a method to determine the variation law of auxiliary parameters in the kinematics problem of parallel robots, Although the auxiliary parameter is not a directly controlled parameter, it plays an important role in establishing the selected configuration of the actuator to distinguish it from other possible configurations due to its versatility. solution of the robot kinematics problem. A numerical method on the basis of the optimal method will allow to determine both main and minor parameters, The paper is the basis for building control algorithms for mechatronic systems lacking drive. Keywords: Sub-parameters, parallel robots, numerical methods. 1. GIỚI THIỆU 2. CƠ SỞ PHÂN BIỆT CÁC CẤU HÌNH NGHIỆM Nếu robot chuỗi chỉ có nhiều nghiệm ở Gọi p4’ là cấu hình công tác mong muốn bài toán ngược còn bài toán thuận luôn có và các cấu hình khác ở cùng cột với nó nghiệm duy nhất thì cả hai bài toán này ở không đáp ứng yêu cầu công nghệ trong robot song song đều có nhiều nghiệm. Một trường hợp này. Do hai bài toán thuận và cấu hình công tác của cơ cấu chấp hành có ngược cùng có nhiều nghiệm nên tạo ra sự nhiều phương án ngõ vào, cũng như một bộ chồng chéo trong quan hệ giữa hai tập tham tham số tọa độ suy rộng ở ngõ vào có thể cho ra nhiều cấu hình khác nhau của phần số minh họa như hình 1. Khi xuất nghiệm P2 chấp hành. Do cấu hình được lựa chọn của điều khiển trong bài toán thuận, cấu hình phần chấp hành phải phù hợp với các yêu mong muốn có thể bị nhầm lẫn với các cầu công nghệ đã được xác định từ trước, nó phương án không mong muốn dẫn đến không phải là một phương án ngẫu nhiên không hoàn thành nhiệm vụ công nghệ đặt trong số các phương án có thể có, một biện ra. pháp phân biệt chính xác phương án đã chọn với các phương án không mong muốn là cần *Email: vubinh@vui.edu.vn thiết. ĐẶC SAN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ / SỐ 2 NĂM 2021 86 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ Giả sử giữ nguyên ba tham số (1 , 2 , 3 ) như hình vẽ, nếu thay đổi các tham số phụ sẽ nhận được vị trí và hướng khác nhau của tấm di động, đó chính là hệ quả của tính đa nghiệm trong bài toán thuận. Vậy vị trí và hướng của tấm di động xác định duy nhất bằng một bộ tham số phụ và một bộ tham số Hình 1: Quan hệ giữa hai tập tham số qua tọa độ suy rộng, điều đó có nghĩa là nếu giải bài toán động học bài toán động học chỉ tìm tọa độ suy rộng là chưa đủ, dù các tham số phụ không tham gia Để phân biệt được các phương án với trực tiếp vào điều khiển hệ. nhau cần căn cứ vào các thông tin hay các 3.2. Cơ sở toán học xác định tham số phụ đặc điểm động học làm cho phương án này không giống phương án kia, ta gọi các thông Có nhiều phương pháp giải bài toán động tin này là tham số phụ. học chỉ xác định tham số điều khiển mà không xác định tham số phụ. Nếu quan sát 3. CƠ SỞ TOÁN HỌC CỦA VIỆC XÁC hệ phương trình động học thành lập được ĐỊNH THAM SỐ PHỤ cho một robot bất kỳ có thể nhận thấy số 3.1. Các loại tham số của bài toán động phương trình liên kết luôn bằng tổng số học tham số phụ và tham số tọa độ suy rộng. Bên cạnh đó phương trình liên kết còn chứa các tham số mô tả vị trí và hướng của khâu cuối, nên số lượng phương trình luôn nhỏ hơn tổng số tham số của mô hình. Trong bài toán ngược cho trước các tham số vị trí và hướng của khâu cuối, số phương ...