CHỈNH ĐỊNH BỘ ĐIỀU KHIỂN PID BẰNG HỆ MỜ ÁP DỤNG CHO ROBOT DELTA BA BẬC TỰ DO | Thành | TNU Journal of Science and Technology

CHỈNH ĐỊNH BỘ ĐIỀU KHIỂN PID BẰNG HỆ MỜ ÁP DỤNG CHO ROBOT DELTA BA BẬC TỰ DO

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 24/11/21                Ngày hoàn thiện: 20/01/22                Ngày đăng: 11/02/22

Các tác giả

1. Lê Minh Thành, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Vĩnh Long
2. Nguyễn Chiến Thắng, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Vĩnh Long
3. Nguyễn Chí Ngôn Email to author, Trường Đại học Cần Thơ

Tóm tắt


Robot Delta ba bậc tự do là loại robot song song có phạm vi sử dụng khá rộng trong các ngành công nghiệp như in 3D, robot hàn, robot gấp thuốc trong các nhà máy sản xuất thuốc tây,… Vì vậy, để điều khiển bám quỹ đạo của robot Delta có rất nhiều phương pháp điều khiển, trong đó bộ điều khiển PID là một chọn lựa phù hợp cho điều khiển robot Delta vì chi phí thiết kế và thực nghiệm thấp. Tuy nhiên, các tham số của cánh tay như trọng lượng, khớp và ma sát có thể thay đổi và ảnh hưởng đến hoạt động của cả hệ, mà ở đó bộ điều khiển PID không còn duy trì điều khiển bám theo quỹ đạo. Vì vậy, bài báo này đưa ra phân tích, so sánh và đánh giá giải thuật điều khiển tự chỉnh định FUZZY-PID cho bộ điều khiển PID kinh điển để có được hiệu suất tốt hơn của hệ điều khiển vòng kín. Các kết quả mô phỏng trên MATLAB/Simulink chứng minh hiệu quả của giải thuật điều khiển với thời gian xác lập 0,658 (s) và độ quá điều chỉnh nhỏ 3,75 %.


Từ khóa


PID; FUZZY-PID; Robot Delta; Quỹ đạo tham chiếu; Điều khiển vòng kín

Toàn văn:

PDF

Tài liệu tham khảo


[1] J. Merlet, “Parallel Robots, Solid Mechanics and Its Applications,” Ebook ISBN 978-1-4020-41334, P.O. Box 17, Dordrecht, The Netherlands: Kluwer Academic, Springer, 2000.

[2] W. L. V. Pollard, “Position-controlling apparatus,Patent US2 286 571 A, Jun 16, 1942.

[3] C. Liu, G. Cao, and Y. Qu, “Workspace Analysis of Delta Robot Based on Forward Kinematics Solution,” 3rd IEEE International Conference on Robotics and Automation Sciences (ICRAS), 2019, pp. 1-5, doi: 10.1109/ICRAS.2019.8808987.

[4] C. Tsai, A. Yao, N. Radakovic, H. Wei, C. Zhong and Z. Zhou, "Design and Simulation of a Delta Type Robot,” International Symposium on Computer, Consumer and Control (IS3C), 2016, pp. 370-373, doi: 10.1109/IS3C.2016.102.

[5] J. Daniel Martinez Reyes, G. G. Badillo, V. E. E. López and G. G. Mora, “Objects color classification and repositioning operated by a delta robot,” XVIII Congreso Mexicano de Robotica, 2016, pp. 1-5, doi: 10.1109/COMROB.2016.7955157.

[6] X. Lu and M. Liu, “A Fuzzy logic Controllers Tuned with PSO for Delta robot Trajectory Control,” 41st Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society, 2015, pp. 4345-4351, doi: 10.1109/IECON.2015.7392776.

[7] J. Zhang and C. L. Ruizhen Lihong, “3-Degree of freedom parallel robot control based fuzzy theory,” International Conference on Intelligent Human -Machine Systems and Cybernetics, 2010, pp. 221-224, doi: 10.1109/IHMSC.2010.62.

[8] L. Wang, “Basics of PID Control,” in PID Control System Design and Automatic Tuning using MATLAB/Simulink, IEEE, pp. 1-30, 2020, doi: 10.1002/9781119469414.ch1.

[9] M. A. Johnson and M. H. Moradi, PID Control - New Identification and Design Methods, Springer-Verlag London Ltd. ISBN-10:1-85233-702-8, Chapter 8, pp. 297-337, 2005.

[10] Aftzar Arrahman, “Design technical drawings in 3D space of 3-DOF robot Delta,” grabcad.com, Dec. 23, 2019. [Online]. Available: https://grabcad.com/library/delta-robot-15 [Accessed Sept. 16, 2021].

[11] C.T. Nguyen, “Design technical drawings, Simulate movement in 3D space of 3-DOF robot Delta,” Vinh Long University of Technology and Education, Nov. 19, 2021. [Online]. Available: https://www.youtube.com/watch?v=SmBMu18UeTE [Accesssed Dec. 12, 2021].

[12] V. K. Nguyen and A. T. Luong, “On the sliding mode control of redundant parallel robots using neural networks,” Proceedings of the 3rd IFToMM International Symposium on Robotics and Mechatronics, Singapore, 2013, pp. 168-177.

[13] V. K. Nguyen and A. T. Luong, “About a numerical method to solve the inverse kinematic problem, the inverse kinematics of a parallel residual driven robot,” Proceeding of the 4th national conference on mechanical science & technology, 2013, pp. 1291-1299.

[14] M. T. Le, H. T. Luong, T. T. Pham, C. T. Pham, and C. N. Nguyen, “Trajectory tracking control of 3-DOF Delta robot using Fuzzy-PID Algorithm,” Journal of Automation Today - Special issue on Measurement, Control and Automation, vol. 22, no. 1, pp. 23-30, 2019.

[15] Yaskawa Electric Corporation Technical Staff, Sigma II Series Servo System User’s Manual, Yaskawa Electric Corporation, 2002.

[16] D. D. Nguyen, “Inverse dynamics and spatial delta parallel robot control,” Ph.D. thesis, Graduated from the University of Scienceand Technology, Vietnam Academy of Science and Technology, 2018.

[17] F. C. Liu, L. H. Liang, and J. J. Gao, “Fuzzy PID Control of Space Manipulator for Both Ground Alignment and Space Applications,” International Journal of Automation and Computing, vol. 11, pp. 353-360, 2014, doi: 10.1007/S11633-014-0800-Y.

[18] M. Namazov, “DC motor position control using fuzzy proportional-derivative controllers with different defuzzification methods,” Cumhuriyet University, Faculty of Engineering, Department of Electrical & Electronics Engineering, 2010.

[19] R. Tipsuwanporn, T. Runghimmawan, and S. Intajag, “Fuzzy Logic PID controller based on FPGA for process control,” IEEE International Symposium on Industrial Electronics, vol. 2, pp. 1495-1500, 2004, doi: 10.1109/ISIE.2004.1572035.

[20] C. T. Nguyen, “Delta robot PID tuning by fuzzy Algorithm,” Vinh Long University of Technology and Education, Sept 12, 2021. [Online]. Available: https://www.youtube.com/watch?v=P8AhLmaydhw [Accesssed Sept. 25, 2021].

[21] M. T. Le, “Delta robot 3-DOF programing design, build and simulate,” Vinh Long University of Technology and Education, July 27, 2021. [Online]. Available: https://www.youtube.com/watch?v=vu_VAc7B6uI&t=25s [Accesssed Aug. 25, 2021].

M. T. Le, “Experimenting with three PID controllers to control the real Delta robot online,” Vinh Long University of Technology and Education, Dec 31, 2021. [Online]. Available: https://www.youtube.com/watch?v=VBWqVXd2FlM [Accesssed Jan. 01, 2022].




DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.5290

Các bài báo tham chiếu

  • Hiện tại không có bài báo tham chiếu
Tạp chí Khoa học và Công nghệ - Đại học Thái Nguyên
Phòng 408, 409 - Tòa nhà Điều hành - Đại học Thái Nguyên
Phường Tân Thịnh - Thành phố Thái Nguyên
Điện thoại: 0208 3840 288 - E-mail: jst@tnu.edu.vn
Phát triển trên nền tảng Open Journal Systems
©2018 All Rights Reserved