Xây Dựng Bộ Điều Khiển PID Thích Nghi cho các Tay Máy Robot dựa trên Cấu Trúc Điều Khiển Bù Thông Số Mô Hình
Email tác giả liên hệ:
badx@hcmute.edu.vnDOI:
https://doi.org/10.54644/jte.71B.2022.1109Từ khóa:
Bộ điều khiển PID, Điều khiển khử thông số mô hình, Robot, Tay máy, Điều khiển thích nghiTóm tắt
Điều khiển chính xác các tay máy công nghiệp luôn là mục tiêu nghiên cứu hàng đầu của các công ty robot cũng như các học giả. Tuy nhiên, các yếu tố không chắc chắn trong mô hình động học/động lực học hệ thống và các nhiễu động không dự đoán trước được bên trong lẫn bên ngoài xuất hiện khi hệ thống vận hành là những rào cản chính trong việc tiếp cận các chất lượng điều khiển vượt trội của các loại robot này. Trong bài báo này, chúng tôi giới thiệu một bộ điều khiển thích nghi dựa trên cấu trúc điều khiển bù momen mô hình của các tay máy robot. Trước tiên, các thông số không chắc chắn như tải trọng, khối lượng của khâu, và các hệ số ma sát, xuất hiện trong mô hình động lực học phi tuyến của robot sẽ được ước lượng trực tuyến và được sử dụng để bù các nhiễu động nội tại trong quá trình điều khiển robot. Để đảm bảo sự hội tụ của cả sai số điều khiển chính và quá trình thích nghi, một tín hiệu điều khiển vi-tích-phân-tỉ-lệ (PID) sẽ được sử dụng. Tính ổn định của hệ thống kín và sự hội tụ của các thông số ước lượng cũng như hiệu quả của bộ điều khiển sẽ được khảo sát một cách chi tiết trên cả phương diện chứng minh lý thuyết và mô phỏng kiểm chứng.
Tải xuống: 0
Tài liệu tham khảo
M. A. Llama, R. Kelly, and V. Santibanez, "Stable computed-torque control of robot manipulators via fuzzy self-tuning", IEEE Trans. Syst., Man, and Cyber., Part B, vol. 30, no. 1, pp. 143-150, 2020. DOI: https://doi.org/10.1109/3477.826954
J.J. Craig, Introduction to Robotics: Mechanics and Control, 3rd Edition, 2005, Pearson Prentice Hall.
P. Masarati, "Computed torque control of redundant manipulators using general-purpose software in real-time", Multibody System Dynamics, vol. 32, pp. 403-428, 2014. DOI: https://doi.org/10.1007/s11044-013-9377-4
J.W. Burdick, "An Algorithm for Generation of Efficient Manipulator Dynamic Equations," in IEEE Conference on Robotics and Automation, San Francisco, 1986
R. H. Lathrop, "Parallelism in Manipulator Dynamics", The International Journal of Robotics Research, Vol. 4, Number 2, Summer 1985 DOI: https://doi.org/10.1177/027836498500400207
Z. Song, J. Yi, D. Zhao, and X. Li "A computed torque controller for uncertain robotic manipulator systems: Fuzzy approach", Fuzzy Sets and Systems, vol. 154, no. 2, pp. 208-226, 2005. DOI: https://doi.org/10.1016/j.fss.2005.03.007
G. Goodwin and K.S. Sin, Adaptive Filtering, Prediction, and Control, Prentice Hall, 1984.
S. Dubowsky and D.T. DesForgcs, "The Application of Model-Referenced Adaptive Control to Robotic Manipulators", The Journal of Dynamic Systems, Measurement, and Control, Vol. 101, September 1979. DOI: https://doi.org/10.1115/1.3426424
M. Tomizuka and R. Horowitz, "Model Reference Adaptive Control of Mechanical Manipulators", IFAC Adaptive Systems in Control and Signal Processing, San Francisco, Ca., 1983. DOI: https://doi.org/10.1016/S1474-6670(17)62351-6
A.J. Koivo, and T. Guo, "Adaptive Linear Controller for Robotic Manipulators", IEEE Trans, on Automatic Control, Vol. AC-28, No. 2, Feb. 1983. DOI: https://doi.org/10.1109/TAC.1983.1103211
S. Nicosia and P. Tomei, "Model Reference Adaptive Control Algorithms for Industrial Robots", Automatica, Vol. 20, No. 5, 1984. DOI: https://doi.org/10.1016/0005-1098(84)90013-X
Zhiyu Zhou and Bangyao Wu, “Adaptive sliding mode control of manipulators based on fuzzy random vector function links for friction compensation”, Optik- Internation Journal for Light and Electron Optics, vol. 227, February 2021. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijleo.2020.166055
Kang Huang, Yuanjie Xian, Shengchao Zhen and Hao Sun, “Robust control design for a planar humanoid robot arm with high strength composite gear and experimental validation”, Mechanical System and Signal Processing, vol. 155, 16 June 2021. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ymssp.2020.107442
S. Shankar Sastry, "Model-rcfercncc adaptive control - Stability, Parameter Convergence, and Robustness", IMA Journal of Math. Control and Information, pp. 27-66, 1984. DOI: https://doi.org/10.1093/imamci/1.1.27
B.D.O. Anderson and S. Vongpanitlcrd, "Network Synthesis: A State Space Approach", Prentice Hall, 1973
Parks, "Liapunov Redesign of Model Reference Adaptive Control Systems", IEEE Transactions on Automatic Control, Vol. AC-11, No. 3, July, 1966. DOI: https://doi.org/10.1109/TAC.1966.1098361
W. Rndin, "Principles of Mathematical Analysis", McGraw-Hill Book Company, 1976.
A.P. Morgan and K.S. Narcndra, "On the Uniform Asymptotic Stability of Certain Linear Nonautonomous DilTerential Equations", SIAM Journal of Control and Optimization, Vol. 15, 1977. DOI: https://doi.org/10.1137/0315002
B.D.O. Anderson, "Exponential Stability of Linear Equations Arising in Adaptive Identification", IEEE Transactions on Automatic Control, Vol. AC-22, pp. 83-88, 1977. DOI: https://doi.org/10.1109/TAC.1977.1101406
O. Kliatib, "Dynamic Control of Manipulators in Operational Space", Sixth IFTOMM Congress on Theory of Machines and Mechanisms, New Delhi, December 15-20, 1983.
J. J. Craig, P. Hsu, and S. s. Sastry, "Adaptive Control of Mechanical Manipulators," Reading, MA: Addison-Wesley, 1988.
B. Paden and R. Panja, "globally asymptotically stable 'PD+' controller for robot manipulators," International Journal of control, vol. 47, no. 06, pp. 1697-1712, 1988. DOI: https://doi.org/10.1080/00207178808906130
D. X. Ba, K. K. Ahn, D. Q. Truong, and H. G. Park, “Integrated model-based backstepping control for an electro-hydraulic system,” Int. J. Precis. Eng. Manuf., vol. 17, no. 5, pp. 1-13, 2016. DOI: https://doi.org/10.1007/s12541-016-0069-x
A. K. Bhatia, J. Jiang, Z. Zhen, N. Ahmed, and A. Rohra, “Projection modification based robust adaptive backstepping control for multipurpose quadcopter UAV,” IEEE Access, vol. 7, pp. 154121-154130, 2019. DOI: https://doi.org/10.1109/ACCESS.2019.2946416
P. A. Ioannou and J. Sun, Robust Adaptive Control, 2012, Courier Corporation.
Tải xuống
Đã Xuất bản
Cách trích dẫn
Số
Chuyên mục
Categories
Giấy phép
Bản quyền (c) 2022 Tạp chí Khoa học Giáo dục Kỹ Thuật - ĐH SPKT TP.HCM
Tác phẩm này được cấp phép theo Giấy phép quốc tế Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 .
Bản quyền thuộc về JTE.
