<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1>
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
<b>TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM </b>
---
<b>THÂN VĂN THẾ </b>
<b>THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN PHI TUYẾN </b>
<b>CHO ROBOT HÀN DI ĐỘNG</b>
<b>LUẬN VĂN THẠC SĨ</b><b> </b>
Chuyên ngành : Kỹ thuật cơ điện tử
Mã số ngành: 60520114
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
<b>TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM </b>
---
<b>THÂN VĂN THẾ </b>
<b>THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN PHI TUYẾN </b>
<b>CHO ROBOT HÀN DI ĐỘNG</b>
<b>LUẬN VĂN THẠC SĨ</b><b> </b>
Chuyên ngành : Kỹ thuật cơ điện tử
Mã số ngành: 60520114
...
...
...
...
...
...
<b>2-Về phƣơng pháp nghiên cứu, độ tin cậy của các số liệu: </b>
...
...
...
...
...
...
<b>3-Về kết quả khoa học của luận văn: </b>
...
...
...
...
<b>4-Về kết quả thực tiễn của luận văn: </b>
...
...
...
...
Luận văn Thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Công nghệ TP. HCM
ngày 25 tháng 01 năm 2014.
Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn Thạc sĩ gồm:
<b>TT </b> <b>Họ và tên </b> <b>Chức danh Hội đồng </b>
1 PGS.TS. Trần Thu Hà Chủ tịch
2 TS. Nguyễn Thanh Phuơng Phản biện 1
3 TS. Nguyễn Duy Anh Phản biện 2
4 TS. Võ Tường Quân Ủy viên
5 TS. Nguyễn Viễn Quốc Ủy viên, Thư ký
Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận sau khi Luận văn đã được
sửa chữa (nếu có).
TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHỆ TP. HCM
<b>PHÒNG QLKH – ĐTSĐH </b>
<b>CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM </b>
<b>Độc lập – Tự do – Hạnh phúc </b>
<i> TP. HCM, ngày05 tháng 05</i>.<i> năm 20</i>13
<b>LỜI CAM ĐOAN </b>
Tôi xin cam đoan rằng luận văn với nội dung “<b>THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU </b>
<b>KHIỂN PHI TUYẾN CHO ROBOT HÀN DI ĐỘNG” </b>là cơng trình nghiên cứu
của riêng tôi, dưới sự hướng dẫn của TS. Nguyễn Hùng.
Các số liệu, kết quả mô phỏng và thực nghiệm nêu trong luận văn là trung
thực, có nguồn trích dẫn và chưa được công bố trong các công trình nghiên cứu
khác.
Tơi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã
được cảm ơn và các thơng tin trích dẫn trong luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc.
Học viên thực hiện luận văn
ii
<b>LỜI CÁM ƠN </b>
Trong q trình thực hiện luận văn, tơi đã nhận được sự giúp đỡ rất nhiều từ
thầy cô và các bạn.
Trước tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc, chân thành tới thầy giáo,
TS Nguyễn Hùng – Phó Trưởng Khoa Cơ – Điện – Điện Tử Trường Đại Học Công
Nghệ Tp.HCM đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tơi trong suốt q trình nghiên cứu
và thực hiện luận văn.
Tơi cũng xin chân thành gửi lời cảm ơn đến Ban Giám Hiệu Trường Đại học
được chứng minh dựa vào lý thuyết ổn định Lyapunov. Kết quả mô phỏng và kết
quả thực nghiệm được trình bày nhằm minh họa tính hiệu quả của bộ điều khiển
trượt tích phân.
Nội dung chính của luận văn gồm có:
<b>-</b> Nghiên cứu tổng quan về robot hàn di động hai bánh xe.
<b>-</b> Xây dựng mơ hình tốn cho robot hàn. Mơ hình hình học của robot hàn mơ
hình động học, mơ hình động lực học của robot hàn.
<b>-</b> Thiết kế bộ điều khiển phi tuyến cho robot hàn.
<b>-</b> Thiết kế, chế tạo robot hàn.
<b>-</b> Chạy thực nghiệm robot hàn.
iv
<b>ABSTRACT</b>
In the past years, there are many researches have been done for the
welding mobile robot (WMR) using many kind of controller [1-3]. In [1], the
simple nonlinear controller of WMR was applied for tracking reference welding
path but considered only the kinematic model which ignored the mechanical
system dynamic and external disturbances. Chung, et al. [2] proposed the
sliding mode controller that integrates a kinematic controller and a dynamic
controller with bounded external disturbances have been used to solve the path
welding tracking problem for the WMR. Ngo, et al. [3] also proposed the adaptive
<b>NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ </b>
<b>LỜI CAM ĐOAN ...i </b>
<b>LỜI CÁM ƠN... ii </b>
<b>TÓM TẮT ... iii </b>
<b>ABSTRACT ... iv </b>
<b>MỤC LỤC ... v </b>
<b>DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ... vii </b>
<b>DANH MỤC CÁC BẢNG ... ix </b>
<b>DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH ... x </b>
<b>CHƢƠNG 1 GIỚI THIỆU LUẬN VĂN ... 1 </b>
1.1. Tổng quan về robot ... 1
1.2. Kỹ thuật điều hướng cho robot di động bằng bánh xe ... 15
1.3. Tóm tắt một số cơng trình đã nghiên cứu. ... 17
1.4. Nhận xét chung và hướng tiếp cận. ... 23
1.5. Mục tiêu của luận văn. ... 25
4.1. Đặt vấn đề ... 37
4.2. Thiết kế bộ điều khiển trượt tích phân... 37
4.3. Kết quả mô phỏng ... 40
4.3.1. Lưu đồ giải thuật điều khiển ... 40
4.3.2. Các kết quả mô phỏng ... 40
<b>CHƢƠNG 5 THIẾT KẾ CHẾ TẠO ROBOT HÀN ... 48 </b>
5.1. Thiết kế, chế tạo kết cấu cơ khí của robot hàn ... 48
5.1.1. Kích thước robot ... 48
5.1.2. Cấu tạo robot ... 50
5.2. Sơ đồ hệ thống điều khiển robot hàn ... 53
5.3. Giới thiệu card DSP TMS320F28335 ... 53
5.4. Bảng các chân kết nối của DSP ... 57
5.5. Các Module mạch cầu H ... 58
5.6. Module Arduino Pro Mini ... 61
<b>CHƢƠNG 6 KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM ... 62 </b>
<i>v</i> m/s <sub>Vận tốc dài của tâm rơ bốt </sub>
rad/s Vận tốc góc của tâm rô bốt
<i>lw</i>
<i>rw</i>
, rad/s Vận tốc góc của bánh xe phải và trái
)
,
(<i>x</i><i><sub>w</sub></i> <i>y</i><i><sub>w</sub></i> m Tọa độ điểm hàn
<i>w</i>
rad
Góc tại điểm hàn
<i>w</i>
<i>v</i> m/s Vận tốc dài tại điểm hàn
<i>w</i>
rad/s <sub>Vận tốc góc tại điểm hàn </sub>
<i>r</i>
<i>m</i>
<i>I</i> kgm2 Mô men quán tính của mỗi bánh lái quanh
trục đường kính bánh xe
<i>c</i>
<i>I</i> kgm2 Mơ men qn tính phần thân quanh trục
đứng qua phần giao nhau của trục đối xứng
với trục bánh lái
<i>rw</i>
<sub>, </sub>
<i>lw</i>
kgm2
Mô men xoắn của động cơ tác dụng lên bánh
xe phải và trái
KC Kinematic controller
ISMC Integral sliding mode controller
WMR Welding mobile robot
ix
<b>DANH MỤC CÁC BẢNG </b>
Hình 1.11. Hàn hồ quang chìm tự động ... 8
Hình 1.12. ASLIB ... 9
Hình 1.13. Servo-Robot’s MWR-350 ... 10
Hình 1.2. Các loại bánh xe ... 11
Hình 1.3.1. Chuyển động cơ bản của WMR a) di chuyển từ điểm bắt đầu đến điểm
đích, b) di chuyển theo quỹ đạo ... 16
Hình 1.3.2. cấu trúc của robot di chuyển bằng bánh xe ... 17
Hình 1.3.3. Mơ hình Robot hàn MR-SL ... 18
Hình 1.3.4. Các sai số bám e1, e2, e3 có sai lệch ... 18
Hình 1.3.5. Vận tốc của mỏ hàn và WMR. ... 19
Hình 1.3.6. Robot super MARIO ... 20
Hình 1.3.7. Các sai số bám và của robot super MARIO ... 20
Hình 1.3.8. Các sai số khi robot MICRO bám đường thẳng ... 21
Hình 1.3.9. Các sai lệch bám của robot hàn. ... 22
Hình 1.3.10. Vận tốc góc của robot của robot hàn... 22
Hình 4.3.8. Momen bánh trái và phải ... 47
Hình 5.1.1. Cấu tạo Robot hàn ... 48
Hình 5.1.2. Cấu tạo robot hàn (tiếp) ... 50
Hình 5.2. Sơ đồ hệ thống điều khiển robot hàn ... 53
Hình 5.3.1. Đế kết nối dạng Dock Station của Card DSP TMS320F28335 ... 54
Hình 5.3.2. Card điều khiển sử dụng chip DSP TMS320F28335 ... 54
5.5. Hình Module mạch cầu H ... 58
5.6. Hình Module Arduino Pro Mini ... 61
Hình 6.1. Vị trí đặt các biến trở xoay ... 63
Hình 6.2. Robot hàn di động ... 65
Hình 6.3. Quỹ đạo đường hàn ... 66
Hình 6.4. Robot chạy hàn ... 66
Hình 6.5. Kết quả đường hàn ... 67
1
<b>CHƢƠNG 1 </b>
kim loại cần hàn còn cực kia là que hàn, do nhiệt độ cao giữa hai cực, que hàn nóng
chảy và lấp chỗ cần hàn trên tấm kim loại.
Hình 1.1. Máy hàn hồ quang điện
- Máy hàn này sử dụng que hàn có thuốc bọc.
- Sử dụng dòng điện hàn AC hoặc DC
Sự phát triển của công nghệ hàn:
Khoảng năm 3200 năn trước Công Nguyên hàn hàn vảy cứng các đồ trang
sức.
Khoảng 1500 năm trước công nguyên hàn ghép sơ khai đầu tiên, hàn qua lửa
và hàn rèn.
Năm 1809 Davy nhà vật lý người Anh đã phát hiện ra hồ quang điện.
Năm 1867 Eliku Thomsen đã phát hiện ra hàn điện trở từ thép.
Năm 1885 russen, Bernados và Olszewsky đã thử nghiệm phương pháp hàn
hồ quang. Hồ quang được được đốt cháy giữa cực than và chi tiết.
Năm 1890 Russe Slavianoff phát triển phương pháp hàn hồ quang với điện
cực kim loại nóng chảy phát hiện ra Axêtylen- phát triển phương pháp hàn hóa lỏng
khí.
Năm 1896 Drager phát hiện ra que hàn.
Năm 1901 lần đầu tiên áp dụng axeton giải phóng axêtylen – Kjellbergw lần
đầu tiên sử dụng que hàn có vỏ bọc để hàn các thiết bị.
Copyright: Tài liệu đại học ©