Thiết kế hệ điều khiển nâng cao độ chính xác vị trí của hệ rô bốt có khâu cứng và khâu đàn hồi ứng dụng thuật toán tối ưu bầy đàn

Tóm tắt

Bài báo này trình bày kết quả nghiên cứu thiết kế hệ điều khiển nâng cao độ
chính xác vị trí cho hệ rô bốt có 2 khâu nối tiếp chuyển động trong mặt
phẳng. Rô bốt có khâu 1 cứng chuyển động quay, khâu 2 đàn hồi và chuyển
động trượt trong khớp tịnh tiến được gắn cố định vào điểm cuối của khâu
cứng 1. Phương pháp phần tử hữu hạn kết hợp với hệ phương trình Lagrange
loại 2 được sử dụng để mô hình hóa động lực học hệ rô bốt. Chiều dài làm
việc của khâu đàn hồi 2 liên tục thay đổi theo thời gian kéo theo sự thay đổi
liên tục của điều kiện biên. Những yếu tố này tạo ra sự phức tạp trong mô
hình hóa động lực học, giải hệ phương trình vi phân (DE) phi tuyến và thiết
kế điều khiển. Yếu tố chuyển vị đàn hồi ảnh hưởng rất lớn tới độ chính xác
chuyển động của hệ. Hệ điều khiển PID được thiết kế với các thông số Ki,
Kp, Kd được tối ưu bằng thuật toán bầy đàn (PSO) nhằm làm giảm, tiến tới
triệt tiêu ảnh hưởng của yếu tố chuyển vị đàn hồi và nâng cao độ chính xác vị
trí của điểm thao tác rô bốt. Kỹ thuật giải hệ phương trình vi phân chuyển
động có điều kiện biên thay đổi liên tục cũng được trình bày cụ thể.