Mô Hình Hóa và Điều Khiển Robot Có Khớp Nún

Trong bài báo này, chúng tôi nghiên cứu mô hình hóa và điều khiển các robot manipulators có khớp nún. Đầu tiên, chúng tôi suy diễn một mô hình đơn giản để mô tả động lực học của các manipulators có khớp nún. Mô hình được suy diễn dưới hai giả định về sự kết nối động lực giữa các bộ truyền động và các thanh nối, và mô hình này hữu ích trong các trường hợp mà độ đàn hồi trong các khớp quan trọng hơn so với sự tương tác quán tính giữa các động cơ và các thanh nối. Khi độ cứng của khớp tiến đến vô cùng, mô hình của chúng tôi sẽ giảm thành mô hình cứng thông thường được tìm thấy trong tài liệu, cho thấy tính hợp lý của các giả định mô hình của chúng tôi. Chúng tôi chỉ ra rằng mô hình của chúng tôi có tính khả thi cao hơn đáng kể trong việc thiết kế bộ điều khiển hơn so với các mô hình phi tuyến trước đó đã được sử dụng để mô hình hóa các robot manipulators có khớp nún. Cụ thể, các phương trình chuyển động phi tuyến mà chúng tôi suy diễn được chứng minh là có thể tuyến tính hóa toàn cầu thông qua biến đổi tọa độ khả vi và phản hồi tĩnh phi tuyến, một kết quả không áp dụng được cho các mô hình đã được suy diễn trước đó của các robot manipulators có khớp nún. Chúng tôi cũng chi tiết một phương pháp thay thế để điều khiển phi tuyến dựa trên một hình thức rối số của các phương trình chuyển động và khái niệm về đa tạp tích phân. Chúng tôi chỉ ra rằng bằng cách sử dụng phản hồi phi tuyến thích hợp, đa tạp trong không gian trạng thái mà mô tả động lực học của robot manipulators cứng, tức là robot không có độ đàn hồi của khớp, có thể được làm bất biến dưới các nghiệm của hệ thống khớp nún. Các hệ quả của kết quả này đối với việc điều khiển các robot có khớp nún được thảo luận.