Đồ án tốt nghiệp - Thiết kế mô hình và các bộ điều khiển đồng bộ cho Robot song song 4 bậc tự do

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: THIẾT KẾ MÔ HÌNH VÀ CÁC BỘ ĐIỀU
KHIỂN ĐỒNG BỘ CHO ROBOT SONG SONG 4 BẬC
TỰ DO
Ngành: Công nghệ Kỹ thuật Điều khiển và Tự động hóa
GVHD: TS. Trần Đức Thiện
Sinh viên thực hiện:
Nguyễn Thanh Nhã 18151098
Nguyễn Phi Long

18151090

Mai Văn Phụng

18151224

TP. HỒ CHÍ MINH – 8/2022

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: THIẾT KẾ MÔ HÌNH VÀ CÁC BỘ ĐIỀU
KHIỂN ĐỒNG BỘ CHO ROBOT SONG SONG 4 BẬC
TỰ DO
Ngành: Công nghệ Kỹ thuật Điều khiển và Tự động hóa
GVHD: TS. Trần Đức Thiện
Sinh viên thực hiện:
Nguyễn Thanh Nhã 18151098
Nguyễn Phi Long

18151090

Mai Văn Phụng

18151224

TP. HỒ CHÍ MINH – 8/2022

TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC
-o0o-

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Giảng viên hướng dẫn: TS. Trần Đức Thiện
Sinh viên:
1. Nguyễn Thanh Nhã

MSSV: 18151098

Lớp: 18151CL3A

2. Nguyễn Phi Long

MSSV: 18151090

Lớp: 18151CL3A

3. Mai Văn Phụng

MSSV: 18151224

Lớp: 181511B

1. Tên đề tài:
Thiết kế mô hình và các bộ điều khiển đồng bộ cho robot song song 4 bậc tự
do.
2. Các số liệu, tài liệu ban đầu:
- Kích thước dự kiến: 660x660x1000 mm (dài, rộng, cao).
- Khối lượng tối đa mà robot có thể tải được: 1 Kg.
3. Nội dung chính của đồ án:
- Thiết kế mô hình robot song song 4 bậc tự do trên phần mềm Solidworks
2021.
- Tính toán động học và động lực học, xác định không gian làm việc và quy
hoạch quỹ đạo cho robot.
- Kiểm nghiệm động học, viết chương trình mô phỏng quỹ đạo chuyển động
của robot khi áp dụng các bộ điều khiển trên MATLAB Simulink kết hợp với
Simscape Multibody.
- Tính toán, thiết kế giải thuật điều khiển vi tích phân tỉ lệ - PID, điều khiển
trượt - SMC và giải thuật điều khiển vi tích phân tỉ lệ đồng bộ - CPID, điều khiển
trượt đồng bộ - CSMC cho robot và chứng minh tính ổn định của hệ thống sử dụng
lý thuyết ổn định Lyapunov.
- Thi công mô hình robot dựa trên mô hình 3D đã thiết kế và mô phỏng, thi
công tủ điều khiển và thiết kế mạch chuyển đổi điện áp, điều khiển động cơ AC servo
chạy với chế độ điều khiển mô-men.

Trang i

- Lập trình điều khiển chuyển động của robot sử dụng thư viện Waijung
Blockset trên MATLAB Simulink 2019a và ứng dụng mạng CAN bus giao tiếp nối
tiếp giữa 2 vi điều khiển STM32F407VG.
- Xây dựng giao diện điề
...

...
bot song
song. Tạp chí Khoa học và Công nghệ. 33-34.
P. A. Đức, Nghiên cứu và chế tạo mô hình robot song song, 2013.
N. n. T. H. a. Dương Tấn Quốc, Lê Tiến Dũng, Ứng dụng mạng Anfis cho
điều khiển trượt đồng bộ tay máy robot song song phẳng 3 bậc tự do, 2017.
L. T. Dũng, Nghiên cứu thiết kế bộ điều khiển đồng bộ thích nghi cho tay
máy robot song song phẳng, 2019.
J. E. Gwinnett, Amusement device, 1931.
S. G. W. V. E. Gough, Universal tyre test machine, Proc. 9th Int. Tech.
Congr. FISITA., Instn Mech. Engrs, vol. 117, 1962.
D. Stewart, A platform with six degrees of freedom, Proceedings of the
Institution of Mechanical Engineering, vol. 371-386, 1965.
I. Bonev, Delta Parallel Robot — the Story of Success, 2001.
D. D. Eric Courteille, Patrick Maurine, Design optimization of a Delta-like
parallel robot through global stiffness performance evaluation, International
conference on Intelligent Robots and Systems, pp. 5159 - 5166, 2009.
R. B. GmbH. Can Specifications.
CAN, CANbus là gì? Chi tiết về CAN (Controller Area Network).
https://sentayho.com.vn/can-bus-la-gi.html#Data_Frame_khung_du_lieu
(accessed.
S. Corrigan. Introduction to the Controller Area Network (CAN).
H. T. Hoàng, Lý thuyết điều khiển tự động. Đại học Bách Khoa Tp.HCM, 2005.
J. P. Barbot, Sliding mode control engineering. 2002.
D. Sun, Synchronization and Control of Multiagent Systems. 2011.
D. Zhao, Q. Zhu, S. Li, and F. Gao, Synchronized Control of Mechanical
Systems: A Tutorial, in Applied Methods and Techniques for Mechatronic
Systems, (Lecture Notes in Control and Information Sciences, 2014, ch.
Chapter 1, pp. 1-25.

Trang 98

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
[39]
[40]
[41]

G. C. Lorenzo Scalera, Renato Vidoni, Theeraphong Wongratanaphisan,
Energy efficiency in a 4-DOF parallel robot featuring compliant elements,
International Journal of Mechanics and Control, 2019.
V. N. François Pierrot, Olivier Company, Sébastien Krut, Philippe Poignet,
Optimal Design of a 4-dof Parallel Manipulator: From Academia to
Industry, IEEE.
S.
P.
N.
David
Christie.
Root-Mean-Squared
Error.
https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/root-mean-squared-error
(accessed.

Trang 99

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

PHỤ LỤC
PHỤ LỤC 1: Chương trình tính toán động học.
https://drive.google.com/drive/folders/1rsg70uMHCfUHXD4f6S0RZDkYY
Mz0a7g6?usp=sharing
PHỤ LỤC 2: Chương trình điều khiển và giao diện.
https://drive.google.com/drive/folders/1sAp2rtIm4-ri9N8MpGjPeEypPkAAAxL?usp=sharing

Trang 100