BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
HỆ THỐNG THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

Lọc theo danh mục
  • Năm xuất bản
    Xem thêm
  • Lĩnh vực
liên kết website
Lượt truy cập
 Lượt truy cập :  23,238,431
  • Công bố khoa học và công nghệ Việt Nam

Tự động hóa (CAD/CAM, v.v..) và các hệ thống điều khiển, giám sát, công nghệ điều khiển số bằng máy tính (CNC), …

Nguyễn Văn Nam, Dương Xuân Biên(1), Nguyễn Minh Hồng, Nguyễn Tài Hoài Thanh, Đỗ Mạnh Tùng, Phạm Văn Tuân, Đào Văn Lưu, Nguyễn Tú Linh

Mô hình hoá và điều khiển động học ngược hệ thống giá tên lửa P60KM sử dụng phương pháp phản hồi vòng kín

Modeling and inverse kinematics control P60KM rocket rack system using closed – loop inverse kinematics

Khoa học và Công nghệ (Đại học Công nghiệp Hà Nội)

2022

2

7-12

1859-3585

Mô hình hoá, Điều khiển động học, Ngược hệ thống, Giá tên lửa P60KM,

P60KM rocket, modeling, inverse kinematics, closed-loop feedback.

Trình bày kết quả mô hình hóa và bài toán động học ngược dựa trên phương pháp điều khiển phản hồi vòng kín (Closed-loop Inverse Kinematics - CLIK) cho hệ thống giá tên lửa P60KM. Hệ thống được xem xét như một cánh tay robot với ba bậc tự do với giả thiết các khâu là vật rắn tuyệt đối, chưa xem xét đến yếu tố biến dạng đàn hồi trong các khâu và các khớp. Dựa trên lý thuyết DH và cơ học hệ nhiều vật, hệ phương trình động học của hệ thống được xây dựng cụ thể. Kết hợp với các thông số hình học của hệ thống và các giá trị giới hạn theo mô hình thực, bài toán động học ngược được triển khai với đầu vào là quỹ đạo điểm thao tác cuối trong không gian làm việc. Thông qua giải pháp điều khiển phản hồi vòng kín, giá trị các biến khớp được xác định trong giới hạn cho phép và được dùng cho bài toán động học thuận nhằm tìm ra sai số quỹ đạo thao tác. Kết quả mô phỏng số cho thấy, sai số quỹđạo rất nhỏ, tính ổn định của hệ thống điều khiển được đảm bảo trong thời gian dài. Kết quả nghiên cứu có thể được dùng để tham khảo cho hệ thống điều khiển trong thực tế, làm cơ sở giải quyết bài toán động lực học, tính toán lực/mô men dẫn động cho các khớp, từ đó có căn cứ để chọn hệ thống truyền động phù hợp với hệ thống.

This paper presents the results of modeling and inverse kinematics based on Closed-loop Inverse Kinematics (CLIK) for P60KM rocket rack system. The system is considered as a robotic arm with three degrees of freedom assuming the links are absolutely solid, without considering the elastic deformation in the joints and joints. Based on DH theory and many-body mechanics, the system of kinematic equations is specifically built. Combined with the geometrical parameters of the system and the limit values according to the real model, the inverse kinematics problem is implemented with the input as the trajectory of the last operating point in the workspace. Through the closed-loop feedback control solution, the values of the matching variables are determined within the allowable limits and are used for the forward kinematics problem to find the error of the manipulation trajectory. The numerical simulation results show that the orbital error is very small, and the stability of the control system is guaranteed for a long time. The research results can be used as a reference for the control system in practice, as a basis for solving the dynamics problem, calculating the driving force/torque for the joints.

TTKHCNQG, CVt 70

Xem toàn văn
  • [1] S. R. Buss (2009), Intro duction to Inverse Kinematics with Jacobian Transpose, Pseudo-inverse and Damped Least Squares methods,Department of Mathematics University of California, San Diego La Jolla, CA 92093-0112
  • [2] C. G. Carignan (1991), Trajectory Optimization for Kinematically Redundant Arms.,Journal of Robotic Systems, 8(2), pp. 221-248.
  • [3] A Liegeois (1977), Automatic Supervisory Control of the Configuration and Behavior of Multibody Mechanisms,IEEE Transactions, man and cybernetics, vol. 7 (12), pp. 868-871
  • [4] Feng Y, Yaonan W, Yimin Y. (2012), Inverse kinematics solution for robot manipulator based on Neural Network under joint subspace,International Journal of Computer and Communications, 7, 459-472.
  • [5] Bingul Z, Ertunc H. M, Oysu C. (2005), Comparison of inverse kinematics solutions using neural network for 6R robot manipulator with offset.,Computational Intelligence Methods and Applications, 1–5.
  • [6] Aguilar O. A, Huegel J. C. (2011), Inverse Kinematics Solution for Robotic Manipulators Using a CUDA-Based Parallel Genetic Algorithms,Mexican International Conference on Artificial Intelligence, 1,490-503.
  • [7] My C. A, Bien D. X, Tung H. B, Hieu L. C, Cong N. V, Hieu T. V. (2019), Inverse kinematic control algorithm for a welding robot-positioner system to trace a 3D complex curve,In: International Conference on Advanced Technologies for Communications2019, 319-323
  • [8] Wang J, Li Y, Zhao X. (2010), Inverse kinematics and control of a 7 DOF redundant manipulator based on the closed loop algorithm.,International Journal of Advanced Robotics Systems, 7, 1 -10.
  • [9] Antonelli G, Chiaverini S, Fusco G. (2000), Kinematic control of redundant manipulators with online end-effector path tracking capability under velocity and acceleration constraints,In: IFAC Robot Control, Austria, 183-188.
  • [10] Sciavicco L, Siciliano B. (1988), A Solution Algorithm to the Inverse Kinematic Problem for Redundant Manipulators,Journal of robotics and automation, 4, 403-410.
  • [11] Zhao J, Badler N. I. (1994), Inverse kinematics positioning using nonlinear programming for highly articulated figures.,ACM Transactions on Graphics, 13, 313–336.
  • [12] Wang L. C. T, Chen C. C. (1991), A combined optimization method for solving the inverse kinematics problem of mechanical manipulators,IEEE Transactionson Robotics and Automation, 7,489-499.
  • [13] Wampler C. W. (1986), Manipulator inverse kinematic solutions based on vector formulations and damped least squares methods,IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics, 16,93–101.
  • [14] Yoshikawa T. (1985), Dynamic manipulability of robot manipulators.,Journal of Robotic Systems, 2, 113-124
  • [15] Lian S, Han Y, Wang Y, Bao Y, Xiao H, Li X, Sun N. (2017), Accelerating Inverse Kinematics for High-DOF Robots,In: Proceedings of the 54th Annual Design Automation Conference, Austin, USA, 2017.
  • [16] N. V. Khang, C. A. My (2011), Fundamentals of industrial robots.,
  • [17] J. J. Craig (2005), Introduction to robotics: Mechanics and control.,
  • [18] M.W. Spong, S. Hutchinson, M. Vidyasagar (2006), Robot Modeling and Contro,
  • [19] A. Shabana (2013), Dynamics of Multibody Systems,
  • [20] D. X. Bien, P. Q. Hoang, N. V. Nam, N. T. H. Thanh, P. V. Tuan, D. D. Manh (2021), Research on the Control of the Mechanical System of Satellite Monitoring Antenna in Different Environmental Conditions.,ASIAN MMS 2021: Advances in Asian Mechanism and Machine Science pp 391-400, https://doi.org/10.1007/978-3-030-91892-7_37
  • [21] Hoang P. Q., Bien D. X., Cuong P. H., Manh D. D., Duc N. V., Nam N. V., Tuan P. V. (2021), Kinematics and Dynamics analysis of the geostationary satellite antenna system.,Proceeding of the 2nd Annual International Conference MMMS2020, 1009 – 1017
  • [22] Hoang P. Q., Hung L. X., Tung D. M., Thanh N. T. H., Phong N. H., Trung V. T., Tuan P. V., Bien D. X. (2021), Kinematics modeling analysis of the geostationary satellite monitoring antenna system,Sci. Tech. Dev. J. Engineering and Technology, 4(1), 704-712.
  • [23] M. V. Shubov (2021), Feasibility Study for Multiply Reusable Space Launch System,University of MA Lowell One University Ave, Lowell, MA 1854.
  • [24] A. N. Barbosa, L. N. F. Guimarães (2012), Multidisciplinary Design Optimization of Sounding Rocket Fins Shape Using a Tool Called MDO-SONDA.,J.Aerosp. Technol. Manag., São José dos Campos, Vol.4, No 4, pp. 431-442.
  • [25] N. V. Nhu, M. Tyan, J. W. Lee, Y. H. Byun (2014), Investigations on Missile Configuration Aerodynamic C-haracteristics for Design Optimization,Trans. Japan Soc. Aero. Space Sci, Vol. 57, No. 4, pp. 210–218.
  • [26] F.M. Engelen, E. Mooij (2011), Quantitative Risk Analysis of Rocket Trajectories,62nd International Astronautical Congress, Cape Town, South Africa, IAC–11–D5.1.8
  • [27] Y. Oda, T. Imai, et al (2017), A study of RF power station for microwave rocket launch system.,EPJ Web of Conferences 149, 02010
  • [28] M. C. Murty, P. K. Sinha, D. Chakraborty (2016), Effect of rocket exhaust of canisterized missile on adjoining launching system,Journal of Aerospace Engineering, DOI: 1 0.1177/0954410016662064.
  • [29] P. Sethunathan, R. N Sugendran, T. Anbarasan (2015), Aerodynamic Configuration Design of a Missile,International Journal of Engineering Research & Technology, Vol. 4 (3), pp. 72-75, 2015
  • [30] T. Blachowicz, G. Ehrmann, A. Ehrmann (2021), Metal Additive Manufacturing for Satellites and Rockets,Applied Science, 11, 12036.
  • [31] (), https://rocket-rack.com/,
  • [32] C. Corwel, G. Zoghbi, S. Webb, A. Dutta (2016), Design and Control of an Underwater Launch System,IEEE Access, Vol. 4, pp. 1-18.
  • [33] X. Kan, L. Yu, X. Jianren (2009), Controlled canard configuration study for a solid rocket motor based unmanned air vehicle,Journal of Mechanical Science and Technology, 23, pp. 3271-3280.
  • [34] (), https://www.seaforces.org/wpnsys/SURFACE/Mk-141-missile-launcher.htm,