Luận văn ứng dụng các loại robot di chuyển bằng bánh

HUTECH

1

CH姶愛NG 1

GI閏I THI烏U LU一N V;N.

Nじi dung:

1.1 T鰻ng quan.

1.2 Tóm t逸t m瓜t s嘘 công trình nghiên c泳u.

1.3 Nh壱n xét chung và h逢噂ng ti院p c壱n.

1.4 M映c tiêu c栄a lu壱n v<n.

1.5 Nhi羽m v映 c栄a lu壱n v<n.

1.6 Gi噂i h衣n c栄a lu壱n v<n.

1.7 Ai吋m m噂i c栄a lu壱n v<n.

1.8 N瓜i dung t鰻ng quát c栄a lu壱n v<n.

HUTECH

2

CH姶愛NG 1

GI閏I THI烏U LU一N V;N.

1.1.

T鰻ng quan

Ngày nay, vi

羽c phát tri

吋n và ti

院n t

噂i t詠 đ瓜ng hóa trong các ngành đang

tr

荏 thành v医n đ隠 quan tr

丑ng c

栄a nhi

隠u qu

嘘c gia, vi

宇n c違nh tr逢噂c m

逸t là các

thi

院t b鵜 đi羽n t穎 t詠 đ瓜ng hóa đ逢嬰c

泳ng d映ng ngày càng r

瓜ng rãi và mang l

衣i

nhi

隠u hi

羽u qu

違 cao trong h

亥u h

院t các l┄nh v詠c kinh t

院, k

悦 thu

壱t c┡ng nh逢 trong

đ運i s

嘘ng xã h

瓜i h

茨ng ngày. Gi

違i pháp cho v医n đ隠 này là xây d

詠ng các mô hình

Robot t詠 đ瓜ng hóa di chuy吋n b

茨ng bánh nh茨m đáp 泳ng nhu c

亥u th

詠c t

院 c

栄a

các dây chuy

隠n s

違n xu

医t là h

院t s

泳c c

亥n thi

院t, Robot có th

吋 thay th

院 cho con

ng逢運i, làm vi羽c trong các môi tr逢運ng có đi隠u ki

羽n kh

逸c nghi羽t, đ瓜c h

衣i

違nh

h逢荏ng đ院n s

泳c kh

臼e c栄a con ng逢運i, giúp t<ng n<ng su医t và ti

院t ki

羽m s

泳c lao

đ瓜ng c栄a con ng逢運i.

Hi

羽n nay, các thi

院t b鵜 đi羽n t穎 t詠 đ瓜ng hóa nh逢 các xe t

詠 hành

(autonomous guided vehicle – AGV) hay Robot di đ瓜ng b

茨ng bánh (wheeled

mobile Robot – WMR) ngày càng đ逢嬰c s

詠 quan tâm l

噂n c

栄a nhi隠u ng逢運i

trong nh英ng n<m g亥n đây, vì chúng đ逢嬰c

泳ng d

映ng r

瓜ng rãi trong các ngành

khác nhau nh逢 công nghi羽p, nông lâm nghi

羽p, y t

院, d

鵜ch v映. A吋 kh

逸c ph

映c

nh

英ng t

欝n t衣i, đáp 泳ng nh

英ng thách th

泳c m噂i đ員t ra trong xu h逢噂ng toàn c

亥u

hóa, th

詠c hi

羽n th

逸ng l

嬰i công cu

瓜c công nghi

羽p hóa, hi羽n đ衣i hóa đ医t n逢噂c.

Theo quan đi吋m c

栄a tôi thì c

亥n ph

違i có m

瓜

t t逢 duy thay đ鰻i quan đi吋m đ吋 m

荏

r

瓜ng

泳ng d映ng ch泳c n<ng t詠 đ瓜ng hóa vào trong các ngành công nghi

羽p và

d

鵜ch v映 c栄a n逢噂c ta.

HUTECH

3

1.2. Tóm t

逸t m

瓜t s

嘘 công trình nghiên c

泳u.

1. “Structural Properties and Classification of Kinematicand Dynamic

Models of Wheeled Mobile Robots”, Guy Campion, Georges Bastin, and

Brigitte D’ AndrCa-Nove; iEEE transactions on Robotics and

automation, vol. 12, no. 1, february 1996.[1]

Bài báo này trình bày v医n đ隠 các lo

衣i Robot di chuy吋n b

茨ng bánh (WMRs)

đã đ逢嬰c s

穎 d

映ng r

瓜ng rãi trong các

泳ng d映ng công nghi

羽p và d

鵜ch v映 khác

nhau nh逢 giao thông v壱n t

違i, an ninh, ki吋m tra và th<m dò các hành tinh, …,

v

噂i các c

医u hình di đ瓜ng khác nhau v

隠 ( s嘘 l逢嬰ng và lo

衣i bánh xe, v

鵜 trí và b

瓜

ph壱n đi隠u khi

吋n c

栄a chúng, c医u trúc đ挨n ho員c c医u trúc đôi). M

瓜t nghiên c

泳u

phân tích chi ti

院t c

医u trúc c

栄a các mô hình đ瓜ng h

丑c và đ瓜ng l

詠c h

丑c c

栄a các

Robot di chuy吋n b

茨ng bánh có th吋 đ逢嬰c tìm th

医y trong [1],[2], [3].

Hình 1.1 C

医u trúc c

栄a ROBOT di chuy吋n b

茨ng bánh.

HUTECH

4

2. “A Simple Nonlinear Control of a Two-Wheeled Welding Mobile Robot”,

T. H. Bui, T. T. Nguyen, T. L. Chung, and S. B. Kim, International Journal

of Control, Automation, and Systems, Vol. 1, No. 1, pp. 35-42, 2003.[5]

Bài báo này đ隠 c壱p đ院n vi

羽c s

穎 d映ng mô hình đ瓜ng h

丑c c

栄a WMR bám

qu悦 đ衣o đã đ逢嬰c gi

違i quy院t trong [5]. Trong [5] đ隠 xu

医t m

瓜t b瓜 đi隠u khi

吋n phi

tuy院n đ挨n gi違n đ逢嬰c thi

院t k

院 d詠a trên mô hình đ瓜ng h

丑c cho Robot di đ瓜ng

hàn hai bánh, tính b

隠n v

英ng d詠a vào lý thuy院t 鰻n đ鵜nh Lyapunov đ吋 bám

đ逢運ng hàn v

噂i v

壱n t

嘘c không đ鰻i. H

羽 th

嘘ng này (xem hình 1.2) có ba b

壱c t詠

do bao g

欝m c

違 hai bánh xe và thanh tr逢嬰t m

臼 hàn.

Hình 1.2 Mô hình Robot hàn MR-SL

Lu壱t đi隠u khi

吋n có đ逢嬰c t瑛 các hàm n<ng l逢嬰ng Lyapunov đ吋 đ違m b

違o

s

詠 鰻n đ鵜nh ti

羽m c

壱n c

栄a h

羽 th

嘘ng. B瓜 đi隠u khi

吋n có ba thông s嘘 đ吋 đi隠u ch

雨nh

s

詠 th

詠c hi

羽n c

栄a h

羽 th嘘ng đi隠u khi吋n. Cách đ挨n g

i違n đ吋 đo các sai s嘘 là s

穎

d

映ng hai c

違m bi

院n, m

瓜t là c

違m bi院n đ吋 đo kho違ng cách và m

瓜t c

違m bi院n đo

góc quay. Tr逢運ng h

嬰p m

臼 hàn c嘘 đ鵜nh thì có th吋 bám đ逢運ng th

鰯ng và m

医t

nhi

隠u th運i gian đ吋 sai l

羽ch ti

院n v隠 0, nh逢ng không bám đ逢嬰c đ嘘i v噂i đ逢運ng

cong. Tr逢運ng h

嬰p m臼 hàn đi隠u khi吋n đ逢嬰c thì bám đ逢運ng cong tr挨n nhanh

h挨n v噂i sai s

嘘 ch

医p nh壱n đ逢嬰c, k

院t qu

違 mô ph

臼ng trong hình 1.3, 1.4, 1.5.

HUTECH

5

Hình 1.3 Các sai s嘘 bám , , đ隠u ti院n v隠 0.

Hình 1.4 Các sai s嘘 bám , , có sai l羽ch.

Hình 1.5 V

壱n t

嘘c c

栄a m

臼 hàn và WMR.

HUTECH

6

T

瑛 k

院t qu

違 mô ph

臼ng hình 1.5, tác gi違 đi đ院n k

院t lu壱n nh逢 sau:

-

M

臼 hàn c嘘 đ鵜nh có th吋 bám theo đ逢運ng th鰯ng, nh逢ng c亥n nhi

隠u th

運i

gian đ吋 các sai s

嘘 ti

院n v

隠 không.

- Không th

吋 s

穎 d映ng WMR có m

臼 hàn c嘘 đ鵜nh bám theo theo đ逢運ng

cong vì có sai s

嘘 l

噂n.

- Tr逢運ng h

嬰p m臼 hàn đi隠u khi吋n đ逢嬰c thì bám đ逢運ng cong tr挨n nhanh

h挨n v噂i sai s

嘘 ch

医p nh壱n đ逢嬰c.

Ph逢挨ng pháp đi隠u khi

吋n phi tuy院n đ挨n gi違n có th

吋 s

穎 d

映ng cho ROBOT hai

bánh.

3. “WMR control via dynamic feedback linearization: M. Vendittelli, Design,

implementation and experimental validation”; Giuseppe Oriolo, Member,

IEEE, Alessandro De Luca, Member; IEEE, and Marilena Vendittelli,

IEEE Trans. Control. Syst. Technol., Vol. 10, No. 6, pp. 835–852, Nov.

2002.[4]

Bài báo này trình bày ph逢挨ng pháp tuy院n tính hóa h

欝i ti

院

p đ逢嬰c s

穎 d映ng

cho vi

羽c bám qu悦 đ衣o và 鰻n đ鵜nh v

鵜 trí c

栄a Robot di đ瓜ng. Vi

羽c th

詠c hi

羽n c

栄a

ph逢挨ng pháp này trên Robot SuperMARIO - m

瓜t Robot di đ瓜ng đi隠u khi

吋n

b茨ng hai bánh xe khác nhau, đ逢嬰c mô t違 nh逢 hình 1.6. K

院t qu

違 mô ph

臼ng các

sai l

羽ch th

吋 hi

羽n

荏 hình 1.7

Hình 1.6 Robot SuperMARIO

HUTECH

7

Hình 1.7 Các sai s嘘 bám và (m)

M員c dù bài toán đi隠u khi

吋n các h

羽 th

嘘ng Robot di chuy吋n theo lý thuy院t thì

h亥u nh逢 đã đ逢嬰c gi

違i quy院t, nh逢ng đ嘘i v

噂i các nhà thi

院t k院 đi隠u khi

吋n WMR

có v

磯n còn nhi

隠u v医n đ隠 c亥n đ逢嬰c quan tâm. Ví d映 nh逢, nh逢嬰c đi吋m c

栄a

nhi

隠u b瓜 đi隠u khi

吋n 鰻n đ鵜nh v

鵜 trí là quá trình chuy吋n ti

院p kém.

4. “Adaptive Tracking Control of a Nonholonomic Mobile Robot”, Takanori

Fukao, Hiroshi Nakagawa, and Norihiko Adachi, IEEE transactions on

robotics and automation, vol. 16, no. 5, october 2000.[6]

Bài báo này đ隠 c員p đ院n m

瓜t gi

違i thu

壱t m噂i là đi隠u khi

吋n thích nghi cho

Robot di đ瓜ng v

噂i các thông s

嘘 không bi院t tr逢噂

c, đó là s詠 tích h

嬰p gi

英a c

栄a

m

瓜t b

瓜 đi隠u khi吋n đ瓜ng h

丑c và m

瓜t b瓜 đi隠u khi

吋n mô men cho mô hình đ瓜ng

h

丑c c栄a Robot di đ瓜ng. K

院t qu

違 mô ph

臼ng th

吋 hi

羽n hình 1.8