BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN TỰ ĐỘNG – ĐIỀU KHIỂN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
MÔ HÌNH HÓA ĐỘNG LỰC HỌC VÀ ƯỚC
LƯỢNG CÁC THÔNG SỐ CỦA CÁNH TAY
ROBOT 6 BẬC TỰ DO BẰNG PHƯƠNG
PHÁP BÌNH PHƯƠNG CỰC TIỂU

GVHD: TS. Trần Đức Thiện
Nhóm sinh viên thực hiện:
Nguyễn Ngọc Thiện

19151292

Nguyễn Thị Ngọc Thúy

19151295

TP. HỒ CHÍ MINH – 07/2023

TRƯỜNG ĐH SPKT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC
-o0oTP. Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2023

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên 1: Nguyễn Ngọc Thiện
MSSV: 19151292
Họ và tên sinh viên 2: Nguyễn Thị Ngọc Thúy
MSSV: 19151295
Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật Điều khiển và Tự động hoá
Hệ đào tạo: Chính quy
Khoá: 2019
Lớp: 19151
1. Tên đề tài:
Mô hình hóa động lực học và ước lượng các thông số của cánh tay robot 6 bậc tự
do bằng phương pháp bình phương cực tiểu.
2. Nội dung chính của đồ án:
- Xây dựng lại mô hình cánh tay máy trong công nghiệp 2D và 3D trên các phần
mềm chuyên dụng.
- Phân tích, tính toán động học, quy hoạch quỹ đạo và động lực học cho cánh tay
máy 6 bậc tự do.
- Thực hiện chuyển đổi mô hình từ Solidworks sang MATLAB Simscape
Multibody để mô hình hóa và mô phỏng hoạt động hệ thống trước khi đưa vào
thực nghiệm.
- Kiểm chứng động học và động lực học dựa trên MATLAB Simscape Multibody.
- Thiết kế và thi công tủ điện cho mô hình cánh tay máy 6 bậc tự do.
- Xây dựng bộ điều khiển tuyến tính vi phân tỉ lệ (PD), áp dụng trên mô phỏng và
mô hình thực nghiệm. Sau đó tiến hành thu thập và xử lý dữ liệu đọc được.
- Xây dựng thuật toán bình phương cực tiểu (LS) và bình phương cực tiểu hồi quy
(RLS) ước lượng các tham số động lực học, hệ số quán tính và các thông số tải
áp dụng trên mô phỏng và mô hình thực nghiệm. Sử dụng tiêu chuẩn đánh giá
Root Mean Square Error (RMSE) để đánh giá kết quả ước lượng.
- Sử dụng giao diện người dùng để thu thập, quan sát và đánh giá chất lượng ước
lượng thu được từ các thuật toán đề xuất.
3. Các sản phẩm dự kiến:
- Mô hình cánh tay máy 6 bậc tự do.
- Tủ điều khiển.
- Chương trình mô phỏng và chương trình thực nghiệm.
- Quyển báo cáo khóa luận tốt nghiệp.
- Poster tóm tắt đề tài.
- Video giới thiệu đề tài.
4. Ngày giao nhiệm vụ: 02/2023
5. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 06/2023
BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN

i

6. Họ và tên cán bộ hướng dẫn: TS. Trần Đức Thiện
7. Ngôn ngữ trình bày:
Bản báo cáo:
Tiếng A
...

...
thay đổi chế độ điều
khiển, thiết lập giới hạn ngõ ra mô-men (tham số PA11, PA12). Các thiết lập được miêu
tả như hình dưới đây.

BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN

104

PHỤ LỤC

Bước 4: Để thiết lập giới hạn vận tốc cho động cơ, ban đầu ta phải nối chân SP1
vào DOCOM để chọn giá trị cài đặt vận tốc “Internal Speed Command Limit”. Sau đó,
ta thay đổi giá trị giới hạn vận tốc phù hợp (khoảng từ 2000 - 3000 vòng/ phút) gần với
tốc độ định mức của động cơ. Được miêu tả như hình dưới đây.

Bước 5: Sau khi thiết lập xong thông số cơ bản, ta tiến hành cấp nguồn cho môđun điều khiển động cơ MR-J3-A. Để nạp thông số cài đặt xuống mô-đun, nhấn “Axis
Writing” như.

-

Thiết lập MATLAB Simulink điều khiển hệ thống theo giới gian thực.

Các bước thiết lập điều khiển trên MATLAB Simulink thông qua công cụ
Simulink Desktop Real-time.
Bước 1: Cài đặt thư viện sldrtkernel cho thư viện Simulink Desktop Real-Time
trên Command Window như Error! Reference source not found. để đọc và xuất tín
hiệu từ các bo mạch PCI được lắp trên máy tính.

BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN

105

PHỤ LỤC
Để kiểm tra thư viện sldrtkernel đã cài đặt chưa ta có thể sử dụng lệnh sldrtkernel
-version như.

Bước 2: Tiếp theo ta vào chọn Simulink trên MATLAB như.

a)

b)

c)

Bước 3: Thêm các PCI trên máy tính vào các khối. Để xuất dữ liệu ra đúng kênh
ta phải cài đặt các board vào từng khối. Chọn khối “Analog Output” → Chọn “Install
new board” → Chọn “National Instruments” → Chọn “PCI-6713” → Chọn PCI vừa thêm
vào trong khung “Data acquisition board” → Thay đổi Sample time giống với thời gian
lấy mẫu của Fixed-step size → Chọn kênh ra cho khối và giá trị khởi tạo và giá trị cuối
cho khối, các thiết lập như hình dưới đây.

BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN

106

PHỤ LỤC
1

2

1
2

3

3
4

b)

a)

Khối “Analog Input” sẽ được thiết lập tương tự như khối “Analog Output” và
được mô tả như hình dưới đây.
1

1
2

2

3

3

4

a)

b)

Với khối “Encoder Input” các bước thêm PCI QUAD04 giống với bước thêm
PCI 6713. Các bước thiết lập của khối được thực hiện như sau. Chọn cổng PCI trên máy
tính với các vị trí ở sau được mô tả lần lược từ 1 đến 2 là cổng 1 đến 2 mà card PCI
QUAD04 được gắn vào → điều chỉnh thời gian lấy mẫu giống khối “Analog output” →
Chọn kênh đọc ở thẻ “Input channels” → Chọn hàm khởi động lại ngõ vào là “Rising
edge index” các bước thực hiện như.

BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN

107

PHỤ LỤC

1
2

3

4

1

2

BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN

108

PHỤ LỤC

2
1

3

4

BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN

109