Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế bộ Điều khiển trượt cho Robot 2 bậc tự do và mô phỏng trên Matlab - Simulink

"Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế bộ Điều khiển trượt cho Robot 2 bậc tự do và mô phỏng trên Matlab - Simulink" trình bày về tổng quan Robot công nghiệp, hệ phương trình Động học và Động lực học của Robot công nghiệp, thiết bị bộ điều khiển trượt cho tay máy Robot hai bậc tự do, mô phỏng quá trình chuyển động của Robot dùng bộ điều khiển trượt trên nền Matlab và Simulink.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế bộ Điều khiển trượt cho Robot 2 bậc tự do và mô phỏng trên Matlab - Simulink Đồ án tốt nghiệp Thiết kế bộ Điều khiển trượt cho Robot 2 bậc tự do TRƯỜNG …………………. KHOA………………… ----- ----- BÁO CÁO TỐT NGHIỆP Đề tài: Thiết kế bộ Điều khiển trượt cho tay máy Robot 2 bậc tự do và mô phỏng trên Matlab – Simulink SV: Hoàng Đức Thắng - Phan Thanh Hải 1 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế bộ Điều khiển trượt cho Robot 2 bậc tự do Mục lục Lời nói đầu ................................................................................................... 6 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ROBOT CÔNG NGHIỆP ........................ 7 I.1.Robot công nghiệp:.............................................................................. 7 I.1.1. Sự ra đời của Robot công nghiệp : .............................................. 7 I.1.2.Phân loại tay máy Robot công nghiệp:......................................... 8 I.2. Ứng dụng của Robot công nghiệp : .................................................. 10 I.2.1.Mục tiêu ứng dụng Robot công nghiệp : .................................... 10 I.2.2.Các lĩnh vực ứng dụng Robot công nghiệp : .............................. 11 I.2.3. Các xu thế ứng dụng Robot trong tương lai : ............................ 11 I.2.4. Tình hình tiếp cận và ứng dụng Robot công nghiệp ở Việt Nam : ............................................................................................................. 11 I.3.Cấu trúc của Robot công nghiệp:....................................................... 12 I.3.1.Các bộ phận cấu thành Robot công nghiệp : .............................. 12 I.3.2.Bậc tự do và các toạ độ suy rộng :.............................................. 13 I.3.2.1.Bậc tự do :............................................................................ 13 I.3.2.2. Toạ độ suy rộng : ................................................................ 14 I.3.3.Nhiệm vụ lập trình điều khiển Robot: ........................................ 15 I.3.3.1. Định vị và định hướng tại “điểm tác động cuối” :.............. 15 I.3.3.2. Lập trình điều khiển Robot công nghiệp : .......................... 15 SV: Hoàng Đức Thắng - Phan Thanh Hải 2 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế bộ Điều khiển trượt cho Robot 2 bậc tự do I.4. Các phép biến đổi toán học cho Robot : ........................................... 16 I.4.1.Biến đổi toạ độ dùng Ma trận: .................................................... 16 I.4.1.1. Vector điểm và toạ độ thuần nhất :..................................... 16 I.4.1.3.Biến đổi Ma trận dùng toạ độ thuần nhất: ........................... 19 I.4.1.4. Ý nghĩa hình học của Ma trận thuần nhất: ......................... 20 I.4.2.Các phép biến đổi cơ bản:........................................................... 23 I.4.2.1.Phép biến đổi tịnh tiến: ........................................................ 23 I.4.2.2. Phép quay quanh các trục toạ độ : ...................................... 23 CHƯƠNG II: HỆ PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC CỦA ROBOT CÔNG NGHIỆP: ................................................... 25 II.1. Hệ phương trình động học Robot :.................................................. 25 II.1.1. Đặt vấn đề :............................................................................... 25 II.1.2. Xác định trạng thái của Robot tai điểm tác động cuối : ........... 25 II.1.3. Mô hình động học : .................................................................. 26 II.1.3.1. Ma trận quan hệ :............................................................... 26 II.1.3.2. Bộ thông số DH :............................................................... 27 II.1.3.3. Thiết lập hệ toạ độ :........................................................... 28 II.1.3.4. Mô hình biến đổi : ............................................................. 29 II.1.3.5. Phương trình động học : .................................................... 30 II.2. Tổng hợp chuyển động Robot : ....................................................... 31 II.2.1. Nhiệm vụ : ................................................................................ 31 II.2.2. Bài toán động học ngược :........................................................ 31 II.2.3. Các phương pháp giải bài toán động học ngược :.................... 32 II.3. Động lực học Robot: ....................................................................... 32 II.3.1.Nhiệm vụ và phương pháp phân tích Động lực học Robot:...... 32 SV: Hoàng Đức Thắng - Phan Thanh Hải 3 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế bộ Điều khiển trượt cho Robot 2 bậc tự do II.3.2.Vận tốc và gia tốc:..................................................................... 34 II.3.3. Động năng tay máy: ................................................................. 37 II.3.4 .Thế năng tay máy: .................................................................... 39 II.3.5.Mô hình động lực học tay máy:................................................. 39 II.3.6. Động lực học của cơ cấu tay máy 2 khâu: ............................... 41 CHƯƠNG III : THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN TRƯỢT CHO TAY MÁY ROBOT 2 BẬC TỰ DO ................................................................. 46 III.1.Hệ phi tuyến : ...................................................... ...