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

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...  Đặc tính của

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 )

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]

Khớp 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)

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)

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 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 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 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 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)

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)

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 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 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 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 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)

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)

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 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 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 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 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