BỘ GIÁO dục và đào tạo

HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN --- ∆ --- ⸙ ⸙ BÁO CÁO MÔN HỌC ĐIỀU KHIỂN THÔNG MINH Mô phỏng bộ điều khiển PI mờ cho cánh tay robot một bậc tự do và hệ bồn nước

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ

MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN - ∆ - ⸙ ⸙

BÁO CÁO MÔN HỌC ĐIỀU KHIỂN THÔNG MINH

Mô phỏng bộ điều khiển PI mờ cho cánh tay robot

một bậc tự do và hệ bồn nước đơn.

GVHD: TS.Trần Đức Thiện SVTH: Võ Văn Dũng

Tp Hồ Chí Minh, tháng 05 năm 2022.

m=0.1 kg Khối lượng của vật nặng.

l=0.4 m Chiều dài cánh tay máy.

l c =0.15 m Khoảng cách từ trọng tâm cánh tay máy đến trục quay.

B=0.2 kg m 2

s Hệ số ma sát nhớt g=9.81m/ s 2 Gia tốc trọng trường.

Với u là ngõ vào, θ là ngõ ra Từ đây ta suy ra được:

 Bộ điều khiển: PI mờ

 Tín hiệu vào của bộ điều khiển mờ cơ bản: e(t)=Ø r (t)-Ø(t) và e’(t).

 Tín hiệu ra bộ điều khiển cơ bản: u’.

 Độ lợi tiền xử lý: K 1 =1/π ,K 2 =5/π.

Hình 1.1.1: Bộ điều khiển PI cánh tay robot một bậc

Hình 1.1.2: Ngõ vào E,DE ;ngõ ra DU

 Hệ quy tắc mờ được đưa ra dựa vào kinh nghiệm:

Hình 1.1.3: Bảng quy tắc mờ của hệ.

 Phương pháp suy diễn MAX-MIN.

 Phương pháp giải mờ trung bình trọng số.

1.2 Các bước xây dựng file mô phỏng

 Bước 1: Xây dựng mô hình cánh tay robot một bậc tự do trên

matlab simulink

 Mở Simulink trong Malab ,chọn Blank Model

Hình 1.2.1: Giao diện simulink trong matlab

 Chọn Model Configuration Parameters Trong Solver chọn Type:

Fixed-step và Fixed-srep size: 0.01.

Hình 1.2.2: Cài đặt Solver

 Chọn Data Import/Export,bỏ dấu tick “Single simulation output”,chọn

OK

Hình 1.2.3: Thiết lập Data Import/Export

 Thực hiện lấy các khối chức năng trong Library của Simulink cần cho

hệ thống.

Hình 1.1.2.4: Các khối function trong Simulink

 Thực hiện tạo hệ cánh tay robot :

Hình 1.2.4: Xây dựng hệ cánh tay robot

 Thực hiện nhập phương trình vi phân của cánh tay robot 1 bậc tự

do vào khối Fcn của hệ cánh tay.

Hình 1.2.5 : Nhập phương trình vi phân của hệ cánh tay robot.

 Thực hiện khai báo các thông số của cánh tay:

Hình 1.2.6:Khai báo các thông số cánh tay robot

 Bước 2: Xây dựng bộ điều khiển mờ trên fuzzy toolbox

 Thực hiện khai báo các ngõ vào, ra của hệ cánh tay:

Hình 1.2.7: Khai báo các ngõ vào ra.

 Thực hiện khai báo 2 ngõ vào giống như yêu cầu hệ thống:

Hình 1.2.9: Ngõ vào E.

Hình 1.2.10: Ngõ vào DE

 Thực hiện khai báo ngõ ra của hệ thống:

Hình 1.2.11: Ngõ ra DU

 Thực hiện khai báo các quy tắc mờ của hệ

Hình 1.2.12:Khai báo các quy tắc

 Bước 3: Mô phỏng bộ cánh tay robot 1 bậc tự do trên Matlab

Simulink.

Hình 1.2.14: Mô hình cánh tay robot một bậc

Hình 1.3.1:Kết quả mô phỏng của cánh tay robot một bậc tự do.

 Nhận xét :

Dựa vào đồ thị ngõ ra ta quan sát được tín hiệu đặt và tín hiệu điều khiển luôn bám sát nhau.Sai số giữa tín hiệu đặt và tín hiệu điều khiển gần như bằng không.

Chương 2: HỆ BỒN NƯỚC ĐƠN ĐIỀU KHIỂN PI MỜ 2.1 Yêu cầu của hệ thống

 Bộ điều khiển: PI mờ sugeno.

 Các tập mờ tương ứng với điểm làm việc:

 Hệ qui tắc: