BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ QUỐC PHÒNG

VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUÂN SỰ

TỔNG HỢP HỆ ĐIỀU KHIỂN TAY MÁY CÓ KHỚP ĐÀN HỒI
ỨNG DỤ

- NĂM 2016


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ QUỐC PHÒNG

VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUÂN SỰ

TỔNG HỢP HỆ ĐIỀU KHIỂN TAY MÁY CÓ KHỚP ĐÀN HỒI
ỨNG DỤ

Chuyên ngành:

khiển và T

Mã số: 62.52.02.16

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. PGS.TS TRẦN ĐỨC THUẬN

- NĂM 2016

i

Tôi cam đoan đâ

tôi
ai

trên

01

8 năm 2016


ii

ần Đức Thuậ

,

ể

K
q

.
m ơn c
C

.

–


iii

................................................................... vi
................................................................................. ix
ầu ........................................................................................................................ 1
Chƣơng 1: TỔNG QUAN VỀ
................................................................... 5
ệp ........................................................................ 5

1.1.
1.1.1. Sơ lượ

ệp ............... 5

1.1.2

y ................................................................. 6

1.1.3

................................................................. 10

1.2.

. .. 11


1.3. Tình hình nghiên cứu

......................................................... 14
ều khiển ch

1.4.

. .. 17

..................................................................................................... 20
Chƣơng 2: XÂY DỰNG THUẬT TOÁN XÁC ĐỊNH TƢ THẾ GÓC VÀ CÁC
THUẬT TOÁN

HIỆU CHỈNH KHI SỬ DỤNG CÁC

VI CƠ QUÁN TÍNH ................................................................... 21
2.1. Giới thiệu thuật toán lọc Kalman ........................................................................ 21
2.2. Xây dựng thuật toán xác đị

ứng dụng các phần tử
ố

......... 22

2.2.1. Ma trận cosin chỉ phương và các góc định hướng .................................... 22
2.2.2. Xây dựng thuật toán xác định tham s

......................... 27


2.3. Xây dựng thuật toán xác định tham số góc cho tay máy ứng dụng các phần tử
vi cơ trong trường hợ
2.4. Xây dựng thuật toán hiệu

ố

.................................. 32

các thông số đo ................................................ 34

2.4

... 34

2.4.2. Phương pháp và thuật toán hiệu chuẩn ..................................................... 37
2.5. Xây dựng thuật toán nhận dạng hiệu ch

hệ đo ............................................... 46

2.5.1. Phương pháp hiệu chỉnh 6 vị trí. ............................................................... 47
2.5.2. Phương pháp hiệu chỉnh cho hệ đo véc tơ tốc độ góc. ............................. 49
2.5.3. Phương pháp hiệu chỉnh cho hệ đo véc tơ gia tốc. ................................... 52
Kết luận chƣơng 2..................................................................................................... 54


iv
Chƣơng 3: XÂY DỰNG THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN CHO TAY MÁY
.............................................................................................. 55
3.1. Cơ


............................................................................... 55

3.1.1. Tính ổn định Lyapunov ............................................................................. 55
3.1.2. Hàm điều khiển Lyapunov ........................................................................ 57
3.2. Hệ thống phản hồ

........................................................................................ 58
.................................................... 61

3.4. Tổng hợp bộ điều khiển cho tay

rô bốt

.................................. 65

3.4.1. Mô hình đối tượng .................................................................................... 65
3.4.2. Thiết kế bộ điều khiển............................................................................... 66
Kết luận chƣơng 3..................................................................................................... 80
Chƣơng 4:

ỀU

KHIỂN
.............................................................................................. 81
ậ

4.1. Mô

.......................................................................... 81
4.1.1. Mô phỏng kiểm nghiệm thuậ


... 81

4.1.2.

.................................... 83

4.1.3.

.................................... 85

4.2.

...................................................... 87
4.2.1.

......................................... 87

4.2.2.
............................................................................................. 90
Kết luận chƣơng 4 .................................................................................................... 98
............................................................................................... 100
..................................................... 101
.................................................................................................... 103
....................................................................................................................... P1


v
DANH MỤC CÁC CÁC KÝ HIỆ
1. Ký hiệu


Ý nghĩa

A

Ma trận

CHỮ VIẾT TẮT

Aˆ x , Aˆ y , Aˆ z

x, y, z

Axc , Ayc , Azc

x, y, z
2

ax, ay, az

Bˆ x , Bˆ y , Bˆ z

]

x, y, z

Bxc , Byc , Bzc
b1, b2, b3

Các tham số biến đổi chậm, thể hiện độ trôi của con quay


F1 , F2

Các hằng số ma sát nhớt

Fk

Véctơ hàm số F ở bước thứ k-1

1

G
Gx , Gy , Gz

Các gia tốc kế

x, y, z

Hk

hi(Xk

xj

I
i

Dòng cảm ứng [A]
2


J1 , J2

]

K

Hệ số lò xo

Kb

Hệ số phản hồi suất điện động

Kt

Hằng số mô men

m
M c1 , M c 2

Mô men ma sát cơ

L

Cảm kháng phần ứng (Ω)

N
Pk

Pk ( )


Pk.

Pk ( )

Pk.

Q

Ma trận đối xứng

k


vi
Qk
q1, q2
Điện trở phần ứng (Ω)

R
Rk
Tx, Ty, Tz
u

Điện áp phần ứng [V]

V

Hàm Lyapunov

Vi


Hàm Lyapunov thứ i

X

Véc tơ trạng thái của hệ thống

Xk

Trạng thái của véctơ trạng thái X ở bước thứ k

Xk

Trạng thái của véctơ trạng thái X ở bước thứ k-1

1

Xˆ k ( )

X

k

Xˆ k ( )

X

k

rạng thái thứ i của hệ thống điều khiển


xi

Véc tơ đầu ra của hệ thống

Y
Z

Giá trị của véctơ

Zk

Zˆ k

k
Z

zi

k

Sai số hiệu chỉnh
,

k

Véctơ nhiễu động lực và nhiễu đo có dạng ồn trắng

k


fi(Xk-1

k 1

xj

k-1
Kỳ vọng toán học
ớng , góc chúc ngóc và góc Cren)

, ,
x

,

o
x

,

y

,

o
y

Tốc độ quay thực của các con quay

z


,

o
z

Các nhiễu đo thường có dạng ồn trắng

wx , wy , wz
1

,

2

,...,

Chỉ

8

Các tham số không xác định


vii
i

ci , , p

Sai số đánh giá

Các hằng số dương

i

Điều khiển ảo

i

Sai số bộ quan sát

2. Chữ viết tắt

Ý Nghĩa

AMF

Công ty Đúc

Máy

American Machine and

Foundry Company)
BĐK

Bộ điều khiển

CLF

n (Control Lyapunove Function)


CNC

Máy gia công CNC (Computer Numerical Control)

DH

Denavit-Hartenberg

ĐK

Điều khiển

IMU

Inertial Measurement Unit)

KĐCS

Khuếch đại công suất

LF

Hàm Lyapunove (Lyapunove Function)

MEMs
OSC
P

Micro Electro Mechanical Systems)

Máy hiện sóng (Oscilloscope)
iểu khiển tỷ lệ (Proportional)

PC

Máy tính cá nhân (Personal Computer)

PD

Bộ điểu khiển tỷ lệ, đạo hàm (Proportional Derivative)

PI

Bộ điểu khiển tỷ lệ, tích phân (Proportional Integral)

PID

Bộ điểu khiển tỷ lệ, tích phân và đạo hàm (Proportional Integral
Derivative)

PWM

Bộ điều chế độ rộng xung (Pulse Width Modulation)


viii

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Trang
6

7
Hình 1.3. Chiều dài và góc xoắn của một khâu

8

Hình 1.4 : Các thông số ai, αi, di và θi

8
9

rô

10
12
12
14
18
18

Hình 1.12. Độ lệch giữa hệ quy chuẩn đo và hệ quy chuẩ
ệ tọa độ liên kết và hệ tọa độ chuẩn
ệ toạ độ liên kết và hệ toạ độ

19
23
24

chuẩn
25
ồ bố trí con quay vi cơ đo tốc độ góc, gia tốc kế và từ kế

Hình 2.5.
Hình 2.6

27
33

ệ tọa độ liên kế

35

Hình 2.7. Hệ tọa độ liên kết và các gia tốc kế

38

Hình 2.8. Hệ tọa độ cơ sở và hệ toạ độ liên kết

46

vị trí cần có để xác định các hệ số hiệu chuẩn

48
55
59


ix
63
65
11


và X1
21

82
và X4

83

Hình 4.3. Đồ thị tọa độ véc tơ từ trường trong hệ tọa độ liên kết

85

Hình 4.4. Tham số thực và tham số nhận dạng đối với hệ đo tốc độ góc

86
87
88

a. Kết quả thử nghiệm khi quay đối tượng trong không gian

89

b. Kết quả sai lệch khi quay vật thể trong mặt phẳng ngang

89

IMU trên bàn xoay ba bậc tự do

90
90


Hình 4.10 Sơ đồ cấu trúc của thiết bị thí nghiệm

91
92
93
94

Hình 4.14. Tín hiệu góc đặt, góc thực tế q1 (a) và tín hiệu vận tốc góc ω2 (b)

95

Hình 4.15. Tín hiệu điện áp u

m =5 [kg]

96

m =5 [kg], KP=4, KI=1,

96

Hình 4.16. Tín hiệu điện áp u điều khiển PID
KD=2

96
m1 =5kg; K1=10[Nm/rad], KP=4, KI=1, KD=2
97
m2 =10 [kg]; K1=10[Nm/rad], KP=4, KI=1, KD=2
Hình


97
m2 =10[kg], K2=20[Nm/rad], KP=1, KI=1, KD=1


1

MỞ ĐẦU

Trong quá trình công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước, các ngành công
nghiệp đang phát triển hết sức nhanh chóng, nhiều nhà máy xí nghiệp được xây
dựng với quy mô và công nghệ hiện đại, tiên tiến đáp ứng được nhu cầu của tình
hình sản xuất hiện nay, trong đó phải kể đến sự tiến bộ vượt bậc của khoa học kỹ
thuật, nhất là sự ra đời của máy tính và công nghệ thông tin đã tạo tiền đề cho sự
phát triển mạnh mẽ của nền sản xuất có tính chất tự động hoá cao, đã dần thay thế
sức lao động của con người đồng thời hiệu quả của nó đem lại cho nền kinh tế là rất
lớn.
Hệ thống nhận dạng và điều khiển đối tượng truyền động có yếu tố phi tuyế
ngườ

ự xuất hiện của công nghệ đo lường vi cơ quán tính

và phi quán tính đã được ứng dụ

ực điều khiển khác nhau như điều

khiển vật thể chuyển động hay trong các máy công cụ

,


vấn đề áp dụng cho tay máy và người máy vẫ
ứ

giải quyết.
điều khiển

ớ
ựng hệ

tượng truyền động có yếu tố phi tuyến

“Tổng hợp hệ điều khiển tay máy có khớp đàn

trên
hồi ứng dụ

“.
:

Kết quả nghiên cứu của luận án là cơ sở khoa họ
ựng phần mềm cho hệ thống điều khiể
ể cải tiến, hiện đạ
.


2

truyền
động có yếu tố phi tuyến


ệc ứng dụng các

nh

thiết bị đo quán tính vi cơ điện tử cho vấn đề xác đ nh tham số định hướng của tay
máy trong

xây dựng thuậ
ệ

chuẩ

,

:

cơ v

hệ thống nhận dạng và điều khiển

:

việc ứng dụng các thiết bị đo quán tính vi cơ điện tử xác đ nh tham số định
hướ

ệ
-

ẩ
ên


Matlab/Simulink,

...
ốt có khớp nối mềm.


3
Chƣơng 1: Tổng quan về

việc ứng dụng các thiết bị đo quán tính vi cơ điện tử cho vấn đề xác đ nh tham số
định hướng của tay máy.
2,
Chƣơng 2: Xây dựng thuật toán xác định tƣ thế góc và các thuật toán
, hiệu chỉnh khi sử dụng các

vi cơ quán tính
ệu chuẩn và hiệu chỉnh hệ đo qụán

ật toán quan trọng khi ứng dụng các

t

cũng như phi quán tính sử dụng trong thực tế. Thuật toán hiệu chuẩn dùng
để khắc phục các sai số không thể tránh

khi chế tạo các thiết bị đo quán tính và

phi quán tính. Thuật toán hiệu chỉnh dùng để khắc phục các sai số


p đặt thiết bị

đo quán tính cũng như phi quán tính vào vật thể chuyển động. Việc xây dự
toán này là cần thiết trong giai đoạn hiệ

ật

ều ứng dụng các phần tử
, cơ cấu dịch chuyển cơ khí...
2, 4, 5

Chƣơng 3. Xây dựng thuật toán điều khiển

khớp

y thủ tục thiết kế bộ điều khiển
. Luận án đi sâu vào nghiên cứu xây dựng bộ điều

nghi cho
khiển

cho

tham số thay đổi, chỉ có đầu ra

được đo và là tín hiệu phản hồi duy nhất trong vòng điều khiển, ở đó phần phi tuyến
chỉ phụ thuộc vào các tín hiệu đầu ra.Với hệ thống này, luận án xây dựng bộ quan sát
phi tuyến dạng hàm mũ hội tụ và thay thế trạng thái không đo được bởi giá trị ước
lượng của chúng. Thủ tục thiết kế bộ điều khiển


dựa theo định lý Lyapunov

sẽ thực hiện song hành cùng việc tính toán bộ quan sát để ước lượng các trạng thái
không đo lường được của hệ. Các tham số thay đổi của hệ cũng được tính toán, ước
lượng bởi các luật cập nhật, đảm bảo tính thích nghi tham số cho hệ có tham số thay
đổi.


4
3

Chƣơng 4: M

C

điều khiể

của luậ

xác đị

trình bày
,
,

ều khiể
3, 9

10



5
Chƣơng 1:
TỔNG QUAN VỀ

1.1.

công nghiệp

1.1.1. Sơ lượ

công nghiệp

Thuật ngữ “

” xuất phát từ tiếng Sec (Czech) “Robota” có nghĩa là công

việc tạp dịch trong vở kịch “Rossum’s Universal Robots của Karel Capek” vào năm
1921. Trong vở kịch này, Rossum và con trai của ông ta đã chế tạo ra những chiếc
máy gần giống với con người để phục vụ con người [4]. Có lẽ đó là một gợi ý ban đầu
cho các nhà sáng chế kỹ thuật về những cơ cấu, máy móc bắt chước các hoạt động cơ
bắp của con người.
Đầu thập kỷ 60, công ty Mỹ AMF (American Machine and Foundry Company)
quảng cáo một loại máy tự động vạn năng và gọi là “Người máy công nghiệp”
(Industrial Robot). Ngày nay người ta đặt tên người máy công nghiệp (hay

công

nghiệp) cho những loại thiết bị có dáng dấp và một vài chức năng như tay người được
điều khiển tự động để thực hiện một số thao tác sản xuất.

Về mặt kỹ thuật, những

công nghiệp ngày nay, có nguồn gốc từ hai

lĩnh vực kỹ thuật ra đời sớm hơn đó là các cơ cấu điều khiển từ xa và các máy công cụ
điều khiển số. Các cơ cấu điều khiển từ xa thay thế cho cánh tay của người thao tác
ở các nước công nghiệp phát triển như: Nhật, Mỹ, Đức,

nhìn chung việc sử dụ

Italy, Pháp, Anh là rất phổ biến và tốc độ phát triển hằng năm rất nhanh [6]. Trong mỗi
lĩnh vực nêu trên sự phân bố đối với mỗi loại hình công việc cũng rất khác nhau. Ví dụ
chỉ riêng trong lĩnh vực đóng gói và lắp ráp người ta thấy ở các nước như Nhật Bản,
Đức, Anh cứ 1000 công nhân lắp ráp có khoảng hơn 250

chiếm khoảng 25%.

Trong lĩnh vực lắp ráp điện tử chiếm tới khoảng 40%. Nếu tính chung trong lĩnh vực
lắp ráp cơ khí hiện nay r
Ngày nay, r

đã chiếm tới gần 50% [9].

được dùng hầu hết trong các ngành công nghiệp, đặc biệt trong

những ngành có môi trường làm việc độc hại
như: lắ
.



6

(a)

(b)

nh 1.1.

:P

Để hoàn thành những nhiệm vụ trên thì rô b t cần có khả năng cảm nhận các
thông số trạng thái của môi trường và tiến hành các hoạt động tương tự con người:
- Khả năng hoạt động của rô b t được đảm bảo bởi hệ thống cơ khí gồm cơ
cấu vận động để đi lại và cơ cấu hành động để có thể làm việc. Việc thiết kế và chế
tạo hệ thống này thuộc lĩnh vực khoa học về cơ cấu truyền động, chấp hành và vật
liệu cơ khí.
- Chức năng cảm nhận của r

gồm thu nhận tín hiệu về trạng thái môi trường và

trạng thái của bản thân hệ thống, do các cảm biến (sensor) và các thiết bị khác đảm
nhiệm. Hệ thống này gọi là hệ thống thu nhận và xử lý số liệu hay hệ thống cảm biến
.
- Muốn phối hợp hoạt động của hai hệ thống trên và r
đúng chức năng mong muốn của con người thì

hoạt động theo

phải có hệ thống điều khiển.


Như vậy,
một ngành khoa học chuyên nghiên cứu,
thiết kế

chế tạo các

, ứng dụng chúng

các lĩnh vực hoạt động khác nhau

của xã hội, như nghiên cứu khoa học - kỹ thuật, kinh tế, quốc phòng và dân sinh.
1.1.2. Mô hình động học
1.1.2.1. Ma trận quan hệ
b t được coi là một tay máy có một vài bậc tự do
thể coi là một tập hợp các khâu gắn liền với các khớp [13].

có


7

.

Y1
I
Y2
O1

X1


Z1

Z2

O2
II

X2

Z0
III

O

X0

Y0

ỗi khâu củ

ột hệ toạ độ

OXiYiZi

OX0Y0Z0. Sử dụng các phép biến đổi thuần nhất có thể mô tả
vị trí tương đối và hướng giữa các hệ toạ độ này.
của khâu đầu tiên,

A1 mô tả vị trí và hướng


A2 mô tả vị trí và hướng của khâu thứ hai so với khâu thứ

vị trí và hướng của khâu thứ hai so với hệ toạ độ gốc được biểu diễn bởi ma

nhất
trận [9]:

T1 =A1 A2

,
khâu thứ i-1

(1.1)

Ai mô tả vị trí và hướng của khâu thứ i so với

Ti =A1 A2 ... Ai , i 1,..., n

(1.2)

Như vậy, tích của các ma trận Ai là ma trận Ti mô tả vị trí và hướng của khâu
thứ i so với

. Denavit J.&Hartenberg R.S. [18] đã đề xuất dùng ma trận


8
4x4} để mô tả quan hệ giữa 2 khâu liên tiếp trong cơ cấu

thuần nhất

không gian.

1.1.2.2. Bộ thông số Denavit-Hartenberg (DH)
Một

nhiều khâu cấu thành từ các khâu nối tiếp nhau thông qua các khớp

động. Gốc chuẩn (Base) của mộ

ố 0 và không tính vào số các khâu.

Khâu “1“ nối với khâu chuẩn bởi khớp “1“ và không có khớp ở đầu mút của khâu cuối
cùng. Bất kỳ khâu nào cũng được đặc trưng bởi hai kích thước [4]:
-

Độ dài pháp tuyến chung: an .

-

Góc giữa các trục trong mặt phẳng vuông góc với an: αn.

Thông thường, người ta gọi an là chiều dài và αn là góc xoắn của khâu (hình 1.3). Phổ
biến là hai khâu liên kết với nhau ở chính trục của khớp (hình 1.4).
Khớp i

Khớp i+1

Khâu i

i


ai

Hình 1.3: Chiều dài và góc xoắn của một khâu
Khớp i

Khớp i-1

Khớp i+1

i

i+1

i -1

Khâu i

Khâu i-1

Khâu i-2
αi

di

zi-1

xi-1

ai


Khâu i+1

zi
xi
Oi

i

Hình 1.4 : Các thông số ai, αi, di và θi


9

- ai là độ dài vuông góc chung giữa hai trục khớp động i+1 và i.
-

i

là góc chéo giữa hai trục khớp động i+1 và i.

- di khoảng cách đo dọc trục khớp động i từ đường vuông góc chung giữa trục
khớp động i+1 và trục khớp động n tới đường vuông góc chung giữa khớp động i
và trục khớp động i-1.
-

i

là góc giữa hai đường vuông góc chung nói trên.


Thông số ai, αi, di và θi được gọi là bộ thông số Denavit – Hartenberg (DH)
khớp động i là khớp quay thì

i

ếu

ếu khớp động i là tịnh tiến thì di là

là biến khớp

biến khớp.
hiết lập hệ tọa độ như sau:
ộ. Nguyên tắc chung để gắn hệ tọa độ

ta gắn vào mỗi khâu một hệ
lên các khâu như sau:
-

Gốc của hệ

ộ gắn lên khâu thứ i đặt tại giao điểm của pháp tuyến ai với trục

khớp thứ i+1.
ộ gắn lên khâu thứ n đặt dọc theo trục khớp thứ i+1.

-

Trục Z của hệ


-

Trục X thường được đặt dọc theo pháp tuyến chung và hướng từ khớp i đến i+1.
Trong trường hợp các trục khớp cắt nhau thì trục X chọn theo tích v

tơ Zi

Zi-1

Trường hợp khớp quay thì θi là các biến khớp, trong trường hợp khớp tịnh tiến thì
di là biến khớp và ai bằ

hai

1.5.
X1
Y1
a2

O1

O2

a1

Y0

Z1

Z2


X2

O
X0

Z0

5

Y2

hai


10
Hệ tọa độ cố định là OX0Y0Z0, hệ tọa độ O1X1Y1Z1 có gốc O1 đặt tại tâm trục
khớp động 1, hệ tọa độ O2X2Y2Z2 có gốc O2 đặt tại tâm trục khớp động cuối khâu 2.
ục Z0, Z1 và Z2
máy trên như

Bảng thông số DH của tay
:

Khâu

i

1


1

2

2

ai

di

0

a1

0

0

a2

0

i

1.1.3.
rô b t
[8]. H

6


6
1-

-

Encoder ; Encoder ; -

Encoder , 2b - M
-H

-

, 2c ;6-

-C


11

Tay máy là một bộ phận cơ khí quan trọ

ủ
ều bậc tự do, có khả năng

thực hiện các thao tác trong mặt phẳng hoặc trong không gian với một phạm vi nhất
đị

ờng hoạt động của tay máy.
ẫn động


ều khiể
đ

E
E

Encoder
Encoder ( 2c).
1.2.
như trê

ng

...

Encoder

Encoder
Encoder
.
7.

q
.K

Encoder
q

.



12

Δq1
I

Y

q
q1

X

O
Z

Tuy nhiên, khi g

q q q1

q1

q1

(1.3)
II

q q q2

8


(q q1 ) (q1 q2 )

q1

q2

(1.4)

n

q

qi

(1.5)

i 1

Δq

II
Y

O

Z

q


I

q2

X


13

Encoder

Encoder
như:
-

Encoder

-

Encoder

Encoder
Encoder
Encoder ;

-

i
Encoder
Encoder

Encoder
Encoder

Encoder

1.9).
N

1

K

q2
J2,

1
1

đi

J1.

q1
q

nâng c

ạ

q


ễ dàng đo đạ

J
ầ
các trạng thái không đo được theo thời gian thông qua tín hiệu đầu vào và tín hiệu đầu ra
(đo được) của hệ thố


14

d
O
K

N

q

M

K1

1

q2
N

mg


J2

Y

q2

Z

J1

X

9
1.3. Tình hình nghiên cứu
Để chế tạo r

thường phải giải quyết các vấn đề cơ bản sau: Vấn đề chế tạo

và gia công cơ khí, vấn đề đo lường và điều khiển.
Việc chế tạo và gia công cơ khí là một vấn đề cơ bản khi chế tạo
theo chức năng và nhiệm vụ của

mà có các cấu hình cơ

có sự dịch chuyển vị trí người ta có thể chế tạo các

. Tùy

khác nhau. Những
với các dạng vận động


khác nhau, có thể vận động mô phỏng chuyển động của động vật hoặc dạng chuyển
động dạng xe máy

Những

thực hiện các thao tác trong

một không gian cố định người ta thường chế tạo dạng tay máy, m

thao tác

cánh tay của con người. Trong luận án này giới hạn nghiên cứu vấn đề đo lường và
điều khiển cho tay máy mà không xem xét vấn đề gia công cơ khí.
Vấn đề đo lường và điều khiển là vấn đề mang tính cơ bản khi thiết kế chế tạo
rô

. Đo lường, ở đây

đo các tham số của các chuyển động, của các khớp

trong tay máy, gồm các tham số định hướng, vận tốc góc cùng

gia tốc của chúng.

Vấn đề điều khiển thực chất là vấn đề điều khiển chuyển động của các khớp trong tay
máy sao cho đạt yêu cầu về thao tác mà tay máy phải đảm nhận.
Hai vấn đề nêu trên luôn luôn được giải quyết khi thực hiện chế tạo tay máy nói
chung và hệ thống điều khiển tay máy nói riêng.