Nâng cao chất lượng điều khiển cho robot Scara, chương 14 pps

Chương 14:
Đặc tính của hệ thống khi làm việc
với tải định mức
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
-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 4.42: Quỹ đạo đặt các khớp khi làm việc với tải định mức.
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
-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 4.43: Quỹ đạo thực các khớp khi làm việc với tải định mức.
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
x 10
-3
Time (s)
Sai so cac khop (rad)
Sai so goc quay
sai so khop 1
sai so khop 2
sai so khop 4
Hình 4.44: Sai số về góc quay các khớp khi làm việc với tải định
mức.
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
-0.6
-0.5
-0.4
-0.3
-0.2
-0.1
0

0.1
0.2
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 4.45: Vận tốc góc đặt các khớp khi làm việc với tải định
mức.
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
-0.6
-0.5
-0.4
-0.3
-0.2
-0.1
0
0.1
0.2
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 4.46: Vận tốc góc thực các khớp khi làm việc với tải định
mức.
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
-0.015

-0.01
-0.005
0
0.005
0.01
0.015
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 4.47: Sai số về vận tốc góc các khớp khi làm việc với tải
định mức.

c. Đánh giá sai số của hệ thống
 Trong trường hợp thời gian đặt t
d
nhỏ, đáp ứng nhanh (t
d
=
1.2(s), t
a
= 0.15(s)):
Bảng 4.3. Đánh giá sai số góc lớn nhất các khớp của robot.
Sai số góc quay lớn nhất (rad) Sai số
Tải
Khớp 1 Khớp 2 Khớp 4
Không tải
2

2.35 10


3
3.74 10


5
6.6 10


1/2 tải định
mức
2
2.67 10


3
4.71 10


5
8.1 10


Tải định mức
2
3.0 10



3
5.71 10


5
9.32 10


Bảng 4.4. Đánh giá sai số vận tốc góc lớn nhất các khớp của robot.
Sai số vận tốc góc lớn nhất (rad/s) Sai số
Tải
Khớp 1 Khớp 2 Khớp 4
Không tải
1
1.46 10


2
2.37 10


3
4.0 10


1/2 tải định
mức
1
1.63 10



2
2.95 10


3
5.0 10


Tải định mức
1
1.79 10


2
3.6 10


3
5.5 10


 Trường hợp thời gian đặt t
d
tương đối dài, đáp ứng chậm
(t
d
= 4(s), t
a
= 0.5(s)):

Bảng 4.5. Đánh giá sai số góc lớn nhất các khớp của robot.
Sai số góc quay lớn nhất (rad) Sai số
Tải
Khớp 1 Khớp 2 Khớp 4
Không tải
3
2.43 10


4
1.605 10


5
0.747 10


1/2 tải định
mức
3
3.37 10


4
4.805 10


5
0.9 10



Tải định mức
3
3.72 10


4
6.33 10


5
1.085 10


Bảng 4.6. Đánh giá sai số vận tốc góc lớn nhất các khớp của robot.
Sai số vận tốc góc lớn nhất (rad/s) Sai số
Tải
Khớp 1 Khớp 2 Khớp 4
Không tải
3
7.083 10


3
0.463 10


4
5.8 10



1/2 tải định
mức
3
9.7 10


3
1.585 10


4
6.225 10


Tải định mức
2
1.1 10


3
1.9 10


4
6.65 10


d. Kết luận
Kết quả mô phỏng cho thấy các thanh nối của robot bám

chính xác các quỹ đạo chuyển động chuẩn với sai số góc quay
tĩnh cũng như sai số góc quay trong giai đoạn di chuyển tốc độ
không đổi rất nhỏ. Sai số góc quay trong giai đoạn gia tốc và
gi
ảm tốc cũng đủ nhỏ ở giới hạn cho phép.
Với các mức tải: Không tải, nửa tải, tải định mức kết quả
mô phỏng cho thấy sai số góc và vận tốc góc tăng lên khi tải thay
đổi.
Khi thay đổi thời gian đặt ta đều thấy quỹ đạo thực bám khá
sát quỹ đạo đặt với sai số rất nhỏ. Có thể thấy rất rõ điều này trên
k
ết quả mô phỏng. Sai số góc và vận tốc góc khi đáp ứng chậm (t
d
tương đối dài) nhỏ hơn khi đáp ứng nhanh (t
d
nhỏ). Điều đó khẳng
định hệ thống ổn định hơn khi đáp ứng chậm (thời gian đặt t
d
tương đối dài).
Qua k
ết quả mô phỏng việc xây dựng thuật toán điều khiển
robot theo phương pháp động lực học ngược sử dụng bộ điều khiển
PID cho robot Scara Serpent với ba khớp động đã đáp ứng được
yêu cầu đặt ra, sai số của hệ thống nằm ở giới hạn cho phép.