Tài liệu Xây dựng robot tự hành dạng nonholonomic và tổng hợp bộ điều khiển bám quỹ đạo [tt]

MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của luận án Robot đang là tâm điểm của một cuộc cách mạng lớn sau Internet, ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp, cuộc sống, an ninh quốc phòng, và thám hiểm không gian. Các nghiên cứu tập trung vào cải thiện và tăng tính linh hoạt và khả năng thích ứng khi làm việc ở những vị trí và các ứng dụng khác nhau cho robot tự hành đang thu hút các nhà nghiên cứu. Bên cạnh ứng dụng các cải tiến các thiết kế cơ khí, cơ cấu chấp hành chuyển động linh hoạt thì việc ứng dụng “mắt máy” và phần mềm xử lý, điều khiển sẽ đem lại cho robot tính linh hoạt và thông minh. Ngày nay, với sự phát triển của công nghệ điện tử, tốc độ tính toán của vi xử lý tăng vượt trội, các chức năng hỗ trợ giao tiếp với các ngoại vi cũng được tích hợp trên một chip, nhờ vậy mà các phương pháp xử lý ảnh hiện đại và các phương pháp điều khiển phức tạp như điều khiển thích nghi bền vững có thể thực thi một cách dễ dàng hơn, chính vì thế các hệ thống bám mục tiêu di động được cải thiện rất nhiều về mặt chất lượng. Vì thế, các nghiên cứu phát triển thuật toán xử lý ảnh hiện đại và các thuật toán điều khiển bám thích nghi, bền vững ngày càng trở nên cấp thiết hơn do khả năng thực hiện các thuật toán này trong thực tế sẽ giúp cho các hệ thống điều khiển bám mục tiêu ổn định, chính xác và bền vững hơn khi hệ thống hoạt động trong môi trường thực tế có nhiễu tác động và có sự thay đổi của tham số mô hình Thời gian gần đây, các robot tự động bám mục tiêu đang thu hút sự tập trung nghiên cứu. Với hệ thống bám robot tự hành thì độ phức tạp đã tăng lên, các công bố khoa học liên quan lại rất ít, đặc biệt là các công trình liên quan đến việc thiết kế, chế tạo. Tại Việt Nam, các kết quả nghiên cứu ở lĩnh vực này chưa nhiều, đặc biệt các cơ sở nghiên cứu không trực thuộc bộ quốc phòng chưa được hỗ trợ kinh phí để phát triển nghiên cứu và chế tạo thử nghiệm các sản phẩm nên khả năng tiếp cận trình độ thế giới còn nhiều khó khăn. Xuất phát từ những luận điểm đã nêu trên, Nghiên cứu sinh đã lựa chọn đề tài cho luận án của mình là: “Xây dựng robot tự hành dạng Non-holonomic và tổng hợp bộ điều khiển bám quỹ đạo” Luận án đề cập đến việc nghiên cứu thiết kế và chế tạo robot tự hành dạng non-holonomic bám mục tiêu di động trong phòng thí nghiệm cơ điện tử với mục đích phục vụ cho công tác nghiên cứu các thuật toán xử lý ảnh và điều khiển hiện đại làm tiền đề cho việc chế tạo các sản phẩm phục vụ đào tạo, y tế, công nghiệp và xa hơn nữa là ứng dụng cho an ninh, quốc phòng. 2. Mục tiêu của luận án Mục tiêu của luận án là nghiên cứu, đề xuất thuật toán điều khiển thích nghi cho robot tự hành bám quỹ đạo trên cơ sở hệ phi tuyến bất định, đặc biệt chú ý đến chất lượng bám và sự thay đổi của các tham số của robot (bởi mục đích ứng dụng của robot là tương tác với đối tượng và môi trường khác nhau) và chịu tác động của nhiễu khi hoạt động trên các địa hình khác nhau. Một yếu tố cũng cần chú ý là thuật toán đó phải hướng đến lập trình nhúng trên vi xử lý và chạy thử nghiệm thực tế các thuật toán mới đề xuất do đó nhiệm vụ 1 là phải thiết kế, chế tạo một robot tự hành có gắn camera tự động bám mục tiêu di động trong phạm vi ứng dụng phòng thí nghiệm. Bên cạnh việc tập trung nghiên cứu thuật toán điều khiển mới, việc nghiên cứu và đề xuất thuật toán trong xử lý ảnh để cải thiện chất lượng phát hiện và định vị mục tiêu phải tiến hành song song, bởi tốc độ, độ chính xác tổng thể của toàn hệ thống gắn liền với độ chính xác của “sensor ảnh”. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của luận án Về lý thuyết:  Nghiên cứu tổng quan về hệ thống quang điện tử tích hợp, robot tự hành, tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước, từ đó rút ra các hướng nghiên cứu thích hợp cho luận án.  Nghiên cứu các thuật toán xử lý ảnh bám bắt mục tiêu di động, đề xuất các phương pháp cải thiện nâng cao chất lượng và tốc độ bám.  Mô hình hóa và mô phỏng động học, động lực học, động học ngược của mô hình robot tự hành, các bài toán quy đổi các tọa độ, trục tọa độ của bài toán điều khiển bám robot theo ảnh.  Nghiên cứu các thuật toán điều khiển thích nghi robot, mục đích là nâng cao chất lượng bám và khả năng thích nghi khi robot có các tham số thay đổi và có nhiễu tác động khi hoạt động trong môi trường thực tế và tương tác với mục tiêu (có các tham số khối lượng và mô men quán tính thay đổi và chịu tác động của nhiễu sai lệch mô hình).  Thiết kế một cấu trúc phần mềm điều khiển hoàn chỉnh, đồng bộ hóa và có khả năng cài đặt cho robot thực tế để kiểm định các kết quả nghiên cứu lý thuyết chuyên sâu vào thực tế robot sản phẩm. Về thực hành:  Với mục tiêu sản phẩm phải có khả năng ứng dụng, do đó công việc khảo sát, đánh giá các sản phẩm đã có trong và ngoài nước nhằm rút ra các tiêu chuẩn cho sản phẩm của luận án là công việc đầu tiên.  Thiết kế và chế tạo đồng bộ phần cứng và các thiết bị ngoại vi với phần cơ khí vỏ theo đúng tiêu chuẩn công nghiệp, thuận tiện cho người sử dụng và dễ dàng lắp ghép thao tác và nâng cấp. Chế tạo các mạch điện tử, điều khiển và giao tiếp ngoại vi với mục tiêu đủ nhanh, mạnh và theo hướng có thể mở rộng và nâng cấp.  Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo cảm biến định vị mục tiêu trên cơ sở công nghệ và phần mềm xử lý ảnh kết hợp với bộ lọc Kalman.  Thiết kế cấu trúc, lập trình và cài đặt các thuật toán đã nghiên cứu cho robot, chạy thử nghiệm và đánh giá kết quả. 4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án Ý nghĩa khoa học:  Một thuật toán thích nghi theo mô hình mẫu mới được đề xuất để điều khiển bám quỹ đạo cho robot tự hành khi robot có tham số m, I là bất định và có tác động của nhiễu. Thuật toán này chưa được cài đặt trên bất cứ robot nào trước đó trong và ngoài nước, có tính linh hoạt cao, cấu trúc đơn giản và có dễ dàng cho việc lập trình cài đặt trên vi xử lý, 2 có khả năng thích nghi khi có nhiễu tác động hoặc khi tham số m và I của robot thay đổi đặc biệt thích hợp với mô hình robot sản phẩm của luận án. Bộ điều khiển đề xuất là sự kết hợp giữa hai khâu: bộ điều khiển phi tuyến cho mô hình động học và bộ điều khiển thích nghi mô hình mẫu cho mô hình động lực học sử dụng thông tin phản hồi từ cơ cấu chấp hành của robot tự hành. Ý nghĩa về mặt công nghệ thực tiễn:  Thiết kế, chế tạo và chạy thử nghiệm thành công robot tự hành có gắn camera sản phẩm. Sản phẩm này có thể sử dụng trong đào tạo thực tiễn cho sinh viên, học viên cao học các ngành robot, tự động hóa, điều khiển và cơ điện tử… hiện đang rất cần tại Việt Nam. Sản phẩm cũng đang được sử dụng để phục vụ đào tạo và nghiên cứu khoa học cho sinh viên ngành điều khiển tự động, trường Đại học Bách khoa HN, Đại học KH&CN – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, ngành điện tử, cơ điện tử trường Đại học Công nghiệp Hà Nội và trường Cao đẳng nghề Công nghệ cao Hà Nội. Hướng phát triển đến các ứng dụng thực tiễn như chế tạo các robot dò tìm lỗi và hàn tự động, dò đường và trải thảm nhựa đường tự động, robot quan trắc môi trường tại các nơi có điều kiện môi trường độc hại, robot phục vụ chăm sóc ý tế, robot dò phá bom mìn… 5. Nội dung của luận án Luận án có bố cục bao gồm 5 chương, 101 trang; 2 phụ lục gồm 35 trang Chương 1: ĐẶT VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU VÀ XÂY DỰNG MÔ HÌNH ROBOT THÍ NGHIỆM Trong nội dung của Chương này tập trung vào việc nghiên cứu tổng quan về một hệ robot tự hành có gắn camera, phân tích tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước nhằm rút ra hướng nghiên cứu trọng tâm của luận án. Chương này cũng trình bày việc xây dựng và phát triển hoàn thiện phần cứng cho một robot tự hành có gắn camera. 1.1. Nghiên cứu tổng quan về hệ thống quang điện tử tích hợp 1.1.1 Tổng quan về một hệ robot tự hành có gắn camera bám mục tiêu di động - Cấu tạo và nguyên lý hoạt động: 1/- Hệ thu nhận tín hiệu hình ảnh; 2/- Bộ chuyển đổi tín hiệu A/D; 3/- Hệ thống điều khiển trung tâm; 4/- Máy tính và chương trình phần mềm nhận dạng và xử lý ảnh tự động; 5/Hệ Sensor hỗ trợ khác; 6/- Hệ thống truyền động(các động cơ);7/- Hệ thống các thiết bị ngoại vi và và kết nối với trạm khác; 8/- Hệ thống cung cấp điện. 1.1.2. Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 1.1.2.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước Trên thế giới có rất ít công bố liên đến hệ thống quang tích hợp. Các công bố này đa số là những bài nghiên cứu, giới thiệu tổng quan không hề có công bố cụ thể, chi tiết hay là bí quyết công nghệ mới trong đó. Vì đây là các hệ thống tích hợp có tính chất đa ngành, ứng dụng nhiều cho an ninh, quốc phòng do đó việc bí mật các bí quyết công nghệ là tất yếu. 3 Với các tập đoàn, công ty chuyên sản xuất các thiết bị cho An ninh, Quốc phòng lớn trên thế giới như: NASA, Northrop Grumman, lockheed martin,, Kollmorgen, Santa Barbara, Raytheon, Radamec, Newcon Optics, Flir…thì chỉ công bố các tính năng kỹ thuật, chức năng hoạt động của các hệ thống quang điện tử tích hợp sản phẩm của mình, tất cả các tài liệu nghiên cứu, thiết kế, tích hợp chuyên sâu đều không được đề cập. Thời gian gần đây, các nghiên cứu về dân sự và tập trung ở hướng robot di động có gắn camera (Hình 1.1) và bám theo mục tiêu di động, các công trình nghiên cứu đều tập trung vào hướng nghiên cứu này. Hình 1.1. robot Talon, robot MARRS và robot Spirit thám hiểm sao hỏa của NASA 1.1.2.2. Tình hình nghiên cứu trong nước Từ nhiều năm nay, một số cơ quan nghiên cứu chủ yếu thuộc Bộ quốc phòng đã đặt vấn đề nghiên cứu xây dựng hệ thống. Đánh giá chung là đa số các hệ thống này đều là các sản phẩm phục vụ bám mục tiêu bay, là các hệ quang điện tử tích hợp đặt cố định, phục vụ cho phòng không, có tầm quan sát bám bắt xa (>2Km). Mặc dù các nghiên cứu đã có các kết quả đã được khẳng đinh, tuy nhiên vì đây là một hệ thống đòi hỏi sự kết hợp của rất nhiều lĩnh vực khoa học công nghệ cao và đặc biệt là lĩnh vực ứng dụng cho quốc phòng do đó các thông tin là rất hạn chế. Đối với các hệ robot tự hành gắn camera bám mục tiêu di động, cũng đã có một số công trình thuộc các cơ quan nghiên cứu ngoài Bộ Quốc phòng được công và cũng như đang được phát triển: như Viện Công nghệ thông tin, Đại học Công nghệ, Đại Học Bách Khoa Hà Nội và TP HCM. Tuy nhiên có thể nhận thấy đối với hệ robot tự hành có gắn camera hiện tại các kết quả nghiên cứu trong nước là còn rất ít 1.1.3. Kết luận và lựa chọn hướng nghiên cứu, phát triển luận án Cụ thể các nhiệm vụ cần phải thực hiện của luận án: - Xây dựng một robot tự hành có gắn camera: đây là công việc đầu tiên và cần thiết là cơ sở cho việc hiện thực hóa các kết quả nghiên cứu về các thuật toán của luận án. Lý do khác đó là sự chủ động trong cấu hình cứng và khả năng nâng cấp mở rộng. Ngoài ra, việc chủ động xây dựng, chế tạo một robot cũng có ý nghĩa thực tiễn bởi hiện các robot loại này ở các trường đại học, cao đẳng, đơn vị nghiên cứu ngoài quân sự là rất thiếu, ứng dụng đầu tiên của sản phẩm này là sẽ trang bị cho các phòng thí nghiệm cơ điện tử, tự động hóa, điều khiển tự động của các cơ sở đào tạo. - Xây dựng cảm biến từ camera (xử lý ảnh, xác định vị trí mục tiêu): ngoài việc nghiên cứu và ứng dụng các thuật toán xử lý ảnh đã có, vấn đề nâng cao chất lượng, tốc độ và 4 bền vững của quá trình bám ảnh là nhiệm vụ nghiên cứu. Chú ý vào việc nâng cao chất lượng bám. - Thiết kế hệ thống điều khiển: trước tiên là mô hình hóa và mô phỏng tổng thể hệ thống robot tự hành đã xây dựng từ vị trí của mục tiêu, vị trí robot quy về hệ trục tọa độ nằm trên tâm robot. Tính toán động học thuận, động học ngược của hệ để phục vụ cho bài toán điều khiển. Nghiên cứu một thuật toán điều khiển thích nghi bám quỹ đạo cho robot tự hành khi có tham số khối lượng, moment thay đổi và nhiễu ma sát khi robot di chuyển trên các địa hình khác nhau, đây là việc thường xuyên xẩy ra đối với robot tự hành sản phẩm của luận án vì khi có sự hoạt động trong môi trường và tương tác với đối tượng bám. Một yêu cầu là thuật toán có cấu trúc đơn giản và bền vững nhằm mục đích có thể lập trình nhúng và thử nghiệm trên robot.. 1.2. Xây dựng mô hình robot tự hành. 1.2.1. Xây dựng cấu trúc của hệ robot tự hành 1.2.1.1 Cấu trúc tổng quan của hệ robot tự hành bám mục tiêu chuyển động. Hình 1.2. Sơ đồ tổng quan của hệ thống robot tự hành bám mục tiêu di động 1.2.1.2 Cấu trúc phần cứng robot tự hành bám mục tiêu chuyển động. Hình 1.3. Ảnh chụp toàn bộ hệ robot di động sản phẩm Cấu trúc của hệ bám gồm hai phần chính: - Phần 1: Máy tính PC với nhiệm vụ thu nhận ảnh và xử lý ảnh dựa vào chuỗi hình ảnh thu được từ camera để nhận dạng và tính toán vị trí của đối tượng mục tiêu. Cung cấp dữ 5 liệu vị trí này cho mạch chủ điều khiển đặt trên robot (công đoạn này mang tính chất như một cảm biến phản hồi cho mạch chủ điều khiển robot) - Phần 2: Là mạch chủ điều khiển đặt trên robot, là phần chứa các thuật toán điều khiển cho hoạt động của robot: dựa vào thông số vị trí đối tượng nhận được từ phần một trên PC (cảm biến hình ảnh) tính toán tín hiệu điều khiển robot bám theo sao cho đối tượng di chuyển được duy trì ở một vị trí nhất định trên mặt phẳng ảnh và ở một khoảng cách nhất định, hoặc giao tiếp với đối tượng. Chương 2. THIẾT KẾ CHẾ TẠO CẢM BIẾN VỊ TRÍ TRÊN CƠ SỞ XỬ LÝ ẢNH CHO BÀI TOÁN BÁM MỤC TIÊU DI ĐỘNG Trình bày các kết quả nghiên cứu, mô phỏng và thực nghiệm của mình về xử lý ảnh xác định vị trí mục tiêu nhằm cung cấp cho bài toán điều khiển bám. Các kết quả nghiên cứu, mô phỏng và thực nghiệm việc kết hợp thêm bộ lọc Kalman vào nâng cao chất lượng và độ bền vững trong bám ảnh cũng được trình bày. 2.1. Tổng quan về hệ thống bám ảnh tự động 2.1.1. Tổng thể hệ bám 2.1.2. Kiến trúc tổng thể hệ bám. 2.2. Lập trình xử lý ảnh bám mục tiêu chuyển động Trong khuôn khổ của luận án này, chỉ tập trung vào các phương pháp sau: Bám theo các đặc điểm, đặc trưng của ảnh (KLT: Kanade–Lucas–Tomasi (KLT) feature tracker). - Bám theo hình dạng, màu sắc (MeanShift, Camshift) 2.2.1. Phương pháp bám theo các đặc điểm của ảnh (Thuật toán KLT) 2.2.2. Thuật toán bám ảnh Camshift 2.2.3. Kết hợp bộ lọc Kalman với thuật toán bám ảnh Camshift 2.1. Sơ đồ kết hợp bộ lọc Kalman và Camshift Chương 3: MÔ HÌNH HÓA HỆ ROBOT TỰ HÀNH CÓ GẮN CAMERA Chương 3 trình bày về mô hình hóa và mô phỏng động học, động lực học, động học ngược của mô hình robot di động có gắn camera đã xây dựng ở Chương 1 và cũng là sản phẩm của luận án. Quy đổi tọa độ của mục tiêu về tọa độ tâm của robot để xây dựng quỹ đạo đặt cho bài toán điều khiển bám quỹ đạo. 6 3.1. Mô hình hóa hệ thống Pan/Tilt. - Bảng thông số DH; Tính các ma trận i 1 Ai . Tính các ma trận U ij ; Mô men quán tính của hai khâu;- Tính ma trận D(  ); Tính ma trận h( ,) ; Tính ma trận véc tơ lực trọng trường C(  ); Phương trình động lực học của hệ Pan-Tilt-camera. 3.2. Quy chiếu tọa độ mục tiêu và camera về tọa độ tâm robot Hình 3.1. Mô hình robot tự hành có gắn camera Gọi Cc ( xccd , yccd , zccd ) là điểm cuối cho một vector từ vị trí trung tâm của robot di động đến tâm của ống kính camera. khi đó vị trí này có thể được tính theo hai góc quay 1 , 2 của đế xoay Pan/Tilt như sau: xccd = l2cos(θ1 )cos(θ2 ); yccd = l2 sin(θ1 )cos(θ2 ); zccd = l0 + l1 + l2 sin(θ2 ) (3.1) Ở đây l0 là chiều cao của xe tính đến vị trí đặt đế xoay Pan/Tilt. Để tính vị trí thực tế ( x0 , y0 ) , 0 và r0 được ước tính bằng cách sử dụng mối quan hệ tuyến tính giữa đối tượng thực sự trong góc nhìn và khung hình ảnh. Khi một điểm ảnh  được chụp tại (j′, k′) trên trung tâm của khung hình ảnh, vị trí đối tượng thực sự,  0 và  r0 có thể được tính toán như sau (hình 3.2): Hình 3.2. Tính toán vị trí đối tượng theo tọa độ robot 7   zccd r0  cos(  k'   P   ry ) 2 Py  ; 0  j'  rx Px Với  rx và  ry là các góc hướng nhìn x- và y- của camera CCD, tương ứng. Khi đó vị trí của đối tượng trong hệ tọa độ của robot (x,y), là:       x 0  rccd .cos(Y )  r0 .cos(Y   0 ); y 0  rccd .sin(Y )  r0 .sin(Y   0 ) (3.2) Với Y là góc quay giữa robot và camera, và rccd (  xccd 2  yccd 2 ) là khoảng cách từ tâm robot tới tâm ống kính camera. - Động học ngược để điều khiển tâm ống kính đến vị trí mong muốn:  l l  l 2l 2  (l 2  r 2 )(l 2  r 2 ) 1 2 1 d 1 d  d  cos 1  1 2  (l12  rd 2 )       1  ;   tan 1  yd  d x    sin(  d )   d   Với  d và  d góc quay camera, ( xd , yd ) là vị trí mong muốn của camera, và rd là xd 2  yd 2 . 3.3. Mô hình động học, động lực học robot di động Một lớp rộng các hệ thống cơ non-holonomic được mô tả bởi dạng công thức động lực học sau dựa trên công thức Euler-Lagrange: M (q ) q  C ( q, q ) q  G ( q )   d  B( q )  J T (q ) (3.3) Với điều kiện ràng buộc non-holonomic là: J ( q ) q  0 (3.4) Trong đó: + q là vector n chiều ứng với n các biến khớp, M(q) là ma trận đối xứng xác định dương cỡ n x n, C ( q, q )q là thành phần mômen nhớt và hướng tâm, G(q) là n vectơ mômen trọng lực,  d là vectơ nhiễu sai lệch mô hình, bị chặn và:  d  (d x , d y , d )T , B(q) là ma trận chuyển đổi đầu vào cỡ n x r (r0. Đạo hàm của nó thì nhận được bởi thay me từ phương trình:   V1  mee  2 (m  m)m  2 mx (mx  dmx )mx  2 my (my  dmy )my  mT 1e2(m m)(evd eT 1vd eT 1v2m)(mx dmx )(e cos 2 mxmx ) (4.35)  (my  dmy )(e sin  2 mymy ) Luật thích nghi được định nghĩa bởi cách làm thừa số thứ 2, thứ 3 và thứ 4 bằng 0 để khiến V xác định âm với mọi giá trị m0 : e vd T 1(vd v )    d m   dt 2  t e cos  mx    dt 0 2 mx d mx e cos    dt 2 mx d my dt  e vd T 1(vd v )    t  m  0   dt 2 t e sin  e sin    my    dt 2 my 0 2 my (4.36) (4.37) (4.38) Tương tự với vận tốc góc:  a   I w d   I T 1( wd  w)   I (4.39) Từ phương trình (4.13) ta có:   a  Id  a  d I  I w d  I T 1 ( wd  w)  I  d I Iw (4.40) Suy ra giá trị lý tưởng của các tham sô bộ điều khiển vận tốc góc là:  I*  I ; I*  d I Phương trình mô hình mẫu của vận tốc góc: Iw m  Iw d  IT 1wd  IT 1wm 18 (4.41) Sai số thích nghi là hiệu giữa vận tốc góc (w) và vận tốc của mô hình mẫu (w m ):e ' w  w m : Đạo hàm theo thời gian của e’ cho ra sai số động lực học: I de' 1 1 1   T w  T w)   d  IT e ' (  I )(w I d d I I dt (4.42) Sử dụng hàm Lyapunov sau: I 2 2 2 V  e '   (  I )   (  d ) ; 2 2 I I I (4.43) I  0,   0,   0  V2   IT 1e '2  ( I  I )(e 'w d  e 'T 1w d  e ' T  1w  2 I )   ( I  d I )(e ' 2  I )  T 1(w d  w)  e ' w  d d I     e '   dt 2 2 (4.44) (4.45) Các tham số ( , mx , my ,  , ) sẽ được chỉnh định để hệ đạt được chất lượng bám theo yêu cầu. 4.4. Kết quả mô phỏng 4.4.1. Khi quỹ đạo đặt là đường thẳng Tọa độ ban đầu của robot là (1,1), góc giữa trục robot và Ox( ) bằng 0: x(0)  1; y (0)  1; (0)  0 . Các tham số của bộ điều khiển trong phương trình (4.26) và (4.28) được chọn là: k x  k y  k  5 , và các hệ số khuyếch đại thích nghi   0.5;   0.5; T  0.05;   5;   5. Các tham số ban đầu là m=5kg , I=2.5Kg.m2, d x  d y  5N ; d  5Nm . Hình 4.4 và 4.5 thể hiện sự hội tụ của các biến sai lệch bám khi sử dụng bộ điều khiển động học thường và bộ điều khiển thích nghi mô hình mẫu tương ứng. a 19 b m=5kg , I=2.5Kg.m2, d x  d y  5N ; d  5Nm Hình 4.4. (a) hội tụ của các biến sai lệch; (b) vận tốc tịnh tiến và vận tốc quay khi sử dụng bộ điều khiển thường. a b Hình 4.5. (a) hội tụ của các biến sai lệch; (b) vận tốc tịnh tiến và vận tốc quay khi sử dụng MRAS. Nhận xét: như trên Hình 4.4 và Hình 4.5 ta chưa thấy được sự khác biệt về chất lượng khi các tham số của hệ được biết trước. Hiệu quả của bộ điều khiển này với sự tồn tại các thành phần bất định được thể hiện ở Hình 4.6 và Hình 4.7. Trong Hình 4.4, khi các tham số được đặt bằng giá trị ban đầu xác định m=5 và I=2.5, d x  d y  d  5 . Với bộ điều khiển thích nghi thì tất cả các biến sai lệch hội tụ trong khoảng 3s, còn với bộ điều khiển thường là khoảng gần 4s. Trong khi ở Hình 4.6 các giá trị tham số của robot thay đổi thành m=20kg; I=10kg.m2; d x  d y  10 N ; d  10 Nm (điều này thường xuyên xảy ra khi xe robot gắp thêm vật hoặc mang thêm vật trên mình nó) và chịu tác động bởi nhiễu ma sát khi thay đổi địa hình di chuyển khác nhau) thì như Hình 4.6 khi sử dụng bộ điều khiển không thích nghi kéo thời 20