Nâng cao chất lượng điều khiển cho robot Scara, chương 12 pptx

Chương 12:
Kết quả mô phỏng hệ thống trên
Matlab-Simulink
4.4.1. Thông số của robot và quỹ đạo chuyển động
Các thông số danh định của robot được sử dụng để thiết kế,
tính toán và mô phỏng như sau:
Bảng 4.1: Các thông số của tay máy.
Tham số
Khâu
l (m) l
g
(m) m (kg)
J
(kg.m
2
)
Khâu 1 0.25 0.25 4 0.021
Khâu 2 0.15 0.15 1.5 0.0034
Khâu 4 0 0 0.6 0.001
Robot được thiết kế chuyển động theo một quỹ đạo ban đầu
có tọa độ (x
0
, y
0
) đến vị trí cuối (x
c
, y
c
) trong thời gian chuyển
động t
d

với t
a
là thời gian gia tốc (hoặc giảm tốc).
Tải định mức: m
t
= 2(kg ) và mômen quán tính của tải J
t
= 0.0004
(kg.m
2
).
Đáp ứng nhanh: t
d
= 1.2(s), t
a
= 0.15(s).
Đáp ứng chậm: t
d
= 4(s), t
a
= 0.5(s).
Bảng 4.2: Các tham số đặt.
x
0
(m) 0 x
c
(m) 0.25
y
0
(m) 0.3 y

c
(m) 0
4.4.2. Đặc tính của hệ thống khi robot làm việc với tải khác
nhau
Trong phần này dùng bộ tham số [K
P
, K
I
, K
D
] của bộ điều
khiển PID trong Matlab- Simulink là: Khớp 1: PID1 = [100, 0, 15]
Khớp 2: PID2 = [95, 0, 14]
Kh
ớp 4: PID4 = [90, 0, 12]
a. Khảo sát hệ thống trong trường hợp thời gian đặt t
d
nhỏ,
đáp ứng nhanh (
t
d
= 1.2(s), t
a
= 0.15(s))
 Đặc tính của hệ thống khi làm việc không tải:
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
-1
-0.5
0
0.5

1
1.5
2
Time (s)
Goc quay cac khop (rad)
Quy dao dat
quy dao khop 1
quy dao khop 2
quy dao khop 4
Hình 4.12: Quỹ đạo đặt các khớp khi làm việc không tải.
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
2
Time (s)
Goc quay cac khop (rad)
Quy dao thuc
quy dao khop 1
quy dao khop 2
quy dao khop 4
Hình 4.13: Quỹ đạo thực các khớp khi làm việc không tải.
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
-0.02
-0.015
-0.01
-0.005

0
0.005
0.01
0.015
0.02
0.025
Time (s)
Sai so cac khop (rad)
Sai so goc quay
sai so khop 1
sai so khop 2
sai so khop 4
Hình 4.14: Sai số về góc quay các khớp khi làm việc không tải.
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
-2
-1.5
-1
-0.5
0
0.5
Time (s)
Van toc cac khop (rad/s)
Van toc goc dat
van toc khop 1
van toc khop 2
van toc khop 4
Hình 4.15: Vận tốc góc đặt các khớp khi làm việc không tải.
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
-2
-1.5

-1
-0.5
0
0.5
Time (s)
Van toc cac khop (rad/s)
Van toc goc thuc
van toc khop 1
van toc khop 2
van toc khop 4
Hình 4.16: Vận tốc góc thực các khớp khi làm việc không tải.
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
-0.2
-0.15
-0.1
-0.05
0
0.05
0.1
0.15
Time (s)
Sai so cac khop (rad/s)
Sai so van toc goc
sai so khop 1
sai so khop 2
sai so khop 4
Hình 4.17: Sai số về vận tốc góc các khớp khi làm việc không tải.
 Đặc tính của hệ thống khi làm việc với 1/2 tải định mức:
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
-1

-0.5
0
0.5
1
1.5
2
Time (s)
Goc quay cac khop (rad)
Quy dao dat
quy dao khop 1
quy dao khop 2
quy dao khop 4
Hình 4.18: Quỹ đạo đặt các khớp khi làm việc với 1/2 tải định
mức.
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
2
Time (s)
Goc quay cac khop (rad)
Quy dao thuc
quy dao khop 1
quy dao khop 2
quy dao khop 4
Hình 4.19: Quỹ đạo thực các khớp khi làm việc với 1/2 tải định
mức.

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
-0.03
-0.02
-0.01
0
0.01
0.02
0.03
Time(s)
Sai so cac khop (rad)
Sai so goc quay
sai so khop 1
sai so khop 2
sai so khop 4
Hình 4.20: Sai số về góc quay các khớp khi làm việc với 1/2 tải
định mức.
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
-2
-1.5
-1
-0.5
0
0.5
Time (s)
Van toc cac khop (rad/s)
Van toc goc dat
van toc khop 1
van toc khop 2
van toc khop 4
Hình 4.21: Vận tốc góc đặt các khớp khi làm việc với 1/2 tải định

mức.
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
-2
-1.5
-1
-0.5
0
0.5
Time (s)
Van toc cac khop (rad/s)
Van toc goc thuc
van toc khop 1
van toc khop 2
van toc khop 4
Hình 4.22: Vận tốc góc thực các khớp khi làm việc với 1/2 tải
định mức.
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
-0.15
-0.1
-0.05
0
0.05
0.1
0.15
0.2
Time (s)
Sai so cac khop (rad/s)
Sai so van toc goc
sai so khop 1
sai so khop 2

sai so khop 4
Hình 4.23: Sai số về vận tốc góc các khớp khi làm việc với 1/2 tải
định mức.

 Đặc tính của hệ thống khi làm việc với tải định mức:
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
2
Time (s)
Goc quay cac khop (rad)
Quy dao dat
quy dao khop 1
quy dao khop 2
quy dao khop 4
Hình 4.24: Quỹ đạo đặt các khớp khi làm việc với tải định mức.
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
2
Time (s)
Goc quay cac khop (rad)

Quy dao thuc
quy dao khop 1
quy dao khop 2
quy dao khop 4
Hình 4.25: Quỹ đạo thực các khớp khi làm việc với tải định mức.
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
-0.03
-0.02
-0.01
0
0.01
0.02
0.03
Time (s)
Sai so cac khop (rad)
Sai so goc quay
sai so khop 1
sai so khop 2
sai so khop 4
Hình 4.26: Sai số về góc quay các khớp khi làm việc với tải định
mức.
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
-2
-1.5
-1
-0.5
0
0.5
Time (s)
Van toc cac khop (rad/s)

Van toc goc dat
van toc khop 1
van toc khop 2
van toc khop 4
Hình 4.27: Vận tốc góc đặt các khớp khi làm việc với tải định
mức.
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
-2
-1.5
-1
-0.5
0
0.5
Time (s)
Van toc cac khop (rad/s)
Van toc goc thuc
van toc khop 1
van toc khop 2
van toc khop 4
Hình 4.28: Vận tốc góc thực các khớp khi làm việc với tải định
mức.
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
-0.2
-0.15
-0.1
-0.05
0
0.05
0.1
0.15

0.2
Time (s)
Sai so cac khop (rad/s)
Sai so van toc goc
sai so khop 1
sai so khop 2
sai so khop 4
Hình 4.29: Sai số về vận tốc góc các khớp khi làm việc với tải
định mức.