Tin mới cập nhật

Thông tin kết quả nghiên cứu đề tài KH&CN cấp Bộ mã số B2016-TNA-01 do PGS.TS. Lại Khắc Lãi - Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - Đại học Thái Nguyên chủ nhiệm

Đăng ngày: 08-10-2018; 113 lần đọc

1. Thông tin chung

- Tên đề tài: Xây dựng mô hình và điều khiển chính xác robot 5 bậc tự do dựa trên bộ điều khiển thích nghi mờ (gia tử) và nhận dạng tiếng nói

- Mã số: B2016-TN01-01

- Chủ nhiệm: PGS.TS. Lại Khắc Lãi

- Cơ quan chủ trì: Đại học Thái Nguyên

- Thời gian thực hiện: từ tháng 7/2016

2. Mục tiêu

Xây dựng mô hình robot 5 bậc tự do kết nối với máy tính và xây dựng chương trình điều khiển hoạt động của robot thông qua giọng nói tiếng Việt.

3. Tính mới và sáng tạo

Nghiên cứu về robot công nghiệp đã là một trong những lĩnh vực thú vị và thách thức cho các nhà nghiên cứu về động lực và điều khiển. Việc đề xuất các thuật toán điều khiển mới trên cơ sở logic mờ, thích nghi, mạng nơron, đại số gia tử và nhận dạng tiếng nói góp phần làm cho robot ngày càng trở nên chính xác hơn, thông minh hơn và gần gũi với con người hơn.

4. Kết quả nghiên cứu

Đề tài đã đạt được một số kết quả sau:

- Nghiên cứu lý thuyết về hệ mờ đại số gia tử và nhận dạng tiếng nói làm cơ sở cho việc thiết kế các bộ điều khiển robot;

- Xây dựng mô hình toán học robot 5 bậc tự do; mô phỏng hoạt động của robot trên Matlab/Simulink để thấy rõ mối quan hệ và tác động ảnh hưởng qua lại giữa các chuyển động đến chất lượng và độ chính xác điều khiển vị trí robot;

- Đề xuất các thuật toán thiết kế các bộ điều khiển cho robot như bộ điều khiển thích nghi nơron mờ (Anfis), bộ điều khiển dựa trên đại số gia tử và các bộ điều khiển nâng cao khác, các kết quả mô phỏng được so sánh với việc sử dụng bộ điều khiển kinh điển;

- Xây dựng mô hình robot 5 bậc tự do kết nối với máy tính, thiết lập phần mềm điều khiển, phần mềm nhận dạng tiếng nói để thử nghiệm một số thuật toán điều khiển đề xuất. Các kết quả thực nghiệm đã cho thấy tính khả thi của các thuật toán đề xuất.

5. Sản phẩm

a) Sản phẩm khoa học: 8 bài báo công bố trên Tạp chí Khoa học chuyên ngành, trong đó có 5 bài đăng trên Tạp chí và Hội nghị quốc tế, cụ thể:

1)    Pham Văn Thiem, Lai Khac Lai, Nguyen Thi Thanh Quynh (2016), “Tracking Control of Dynamic Nonlinear Systems via Improved Adaptive Fuzzy Control”, International Journal of Engineering Research & Technology (IJERT), ISSN: 2278-0181, 5(4), pp. 78 - 84.

2)    Thiem V. Phạm, Lai Khac Lai (2016) “Disturbance estimation via observation combined with MRAC and LQR for motion systems” Tạp chí nghiên cứu khoa học và công nghệ quân sự, ISSN: 1859-1043, Số đặc san, (07), trang 30-35.

3)    Phạm Văn Thiêm, Lại Khắc Lãi (2016) “Thiết kế bộ điều khiển mờ thích nghi theo mô hình mẫu và mạng neuron cho các hệ cơ điện” Tạp chí nghiên cứu khoa học và công nghệ quân sự, Số đặc san, (07), trang 60 - 65.

4)    Thiem V. Pham, Lai Khac Lai, Quynh T.T Nguyen, Tuan Minh Nguyen (2016) “Disturbance Estimation Combined with New Adaptive RBF Neural Network for Uncertain System with Disturbance” International Conference on Advanced Technologies for Communication (IEEE – ATC 2016 (ISI/Scopus Proceeding), pp. 247-252.

5)    Thiem V. Phạm, Lai Khac Lai, Quynh T.T Nguyen (2016) “Improved Adaptive Fuzzy Sliding Mode Control for Second Order Nonlinear System” Advances in Intelligent Systems and Computing ICTA 2016 (ISI/Scopus Proceeding); pp. 41-50. 

6)    Pham Van Thiem, Lai Khac Lai (2017) “New adaptive neural network for uncertain nonlinear system with disturbances” REV Journal on Electronics and communications, 7(1-2), pp. 37 - 46.

7)    Lai Khac Lai, Pham Van Thiem (2017) “Tracking control via stabilization and for nonlinear system SSRG International Journal of Electrical and Electronics Engineering (SSRG-IJEEE); ISSN: 2348-8379, 3(9), pp. 16 - 20.

8)    Lai Khac Lai, Pham Van Thiem (2017) “Hedge Algebras Tuning of PID Controller” International Journal of Engineering Research and application, ISSN: 2248-9622, 7(10), pp. 01-07.

b) Sản phẩm đào tạo

+ Hướng dẫn và bảo vệ thành công 3 luận văn thạc sĩ, đang hướng dẫn 1 luận án tiến sĩ:

1)    Phan Văn Dư (2017), Hệ nơ ron mờ và ứng dụng cho robot 5 bậc tự do.

2)    Ngô Thanh Hải (2017), Điều khiển robot 5 bậc tự do bằng giọng nói.

3)    Nguyễn Thị Thu Hằng (2018), Thiết kế bộ điều khiển mờ theo đại số gia tử cho robot 2 bậc tự do.

4)    NCS Trần Thị Thanh Hải (2018-2021), Nghiên cứu thuật toán điều khiển cho hệ thống các robot di động.

+ Hướng dẫn 2 nhóm sinh viên nghiên cứu khoa học (đã bảo vệ thành công)

1)    Sinh viên: Trịnh Xuân Trung, Đàm Văn Hưng (2016), Thiết kế chế tạo mô hình robot theo hành vi của con người, Mã số: SV2016-21.

2)    Sinh viên: Đàm Văn Hưng, Trinh Xuân Trung (2016) Robot điều khiển bằng giọng nói” Mã số: SV2016-20.

c) Sản phẩm ứng dụng:

1)  Hồ sơ tính toán, thiết kế mạch điều khiển thiết bị công suất

2)  Chương trình điều khiển hoạt động của robot thông qua gingj nói tiếng Việt

3)  Bộ số liệu về kết quả mô phỏng và thực nghiệm

4)  Mô hình robot 5 bậc tự do được điều khiển một số chuyển động bằng giọng nói tiếng Việt.

6. Hiệu quả, phương thức chuyển giao kết quả nghiên cứu và khả năng áp dụng

Đề tài sẽ góp phần nâng cao chất lượng đào tạo nguồn nhân lực có chất lượng cao (kỹ sư, thạc sĩ, tiến sĩ) ngành điều khiển và tự động hóa.

Báo cáo khoa học tổng kết đề tài được dùng làm tài liệu tham khảo cho học viên cao học ngành Kỹ điều khiển và tự động hóa.

Sản phẩm có thể được sử dụng làm mô hình thí nghiệm cho các nghiên cứu tiếp theo trong lĩnh vực điều khiển robot của nhóm nghiên cứu và học viên cao học ngành điều khiển tự động hóa trường ĐHKTCN.

Có thể tiếp tục phát triển để xây dựng mudul điều khiển giọng nói tiếng việt trong y tế, sản xuất công nghiệp, nông nghiệp công nghệ cao và các vấn đề an sinh xã hội.

                          

1. General information

- Project title: Building Model and Exactly Control to Robot with 5 Degrees of Freedom on base Adaptive fuzzy (Hedge Algebras) Controller and Identify Vietnamese Voice

- Code title: B2016 - TN01 - 01

- Manager: Assoc.Prof. Lai Khac Lai

- Implementing institution: Thai Nguyen University

- Duration: from July 2016

2. Objectives

Building robot model with 5 degrees of freedom connect to computer and design robot control program by Vietnamese voice.

3. Creativeness and Innovativeness

The study about industry robot are one of interesting for researchers on dinamical and control field. The control algorithms on base fuzzy logic, neural network, adaptive, hedge algebras and voice identify wars maked the robot more interligent, more exactly and more friendly.  

4. Research results

We have achieved some results as:

- We studied about fuzzy system, hedge algebras and voice identify to design robot controllers;

- Building mathematic model for robot with 5 degrees of freedom; Simulation on Matlab-Simulink;

- We proposed some of algorithms to design controllers to robot, such as Adaptive Neuro Fuzzy controller (ANFIS), Hedge algebras controller and advanced controllers. The results are compared with PID;

- Building robot model with 5 degrees of freedom and connect it to computer. Building identity and control soft wears to test some of algorithms.

5. Products

a) Scientific products: 1 paper published on international Journal and 2 papers published journal of Specialized Science.

1)    Pham Văn Thiêm, Lai Khac Lai, Nguyen Thi Thanh Quynh (2016), “Tracking Control of Dynamic Nonlinear Systems via Improved Adaptive Fuzzy Control”, International Journal of Engineering Research & Technology (IJERT), ISSN: 2278-0181, 5(4), pp. 78 - 84.

2)    Thiem V. Pham, Lai Khac Lai (2016),“Disturbance estimation via observation combined with MRAC and LQR for motion systems” Journal of Military Science and Technology, ISSN: 1859-1043, Special Issue, (07), pp. 30 - 35.

3)    Pham Văn Thiem, Lai Khac Lai “Design of adaptive fuzzy controllers follow model and neural networks for electromechanical systems” Journal of Military Science and Technology, ISSN: 1859-1043, Special Issue, (07), pp. 60 - 65.

4)    Thiem V. Pham, Lai Khac Lai, Quynh T.T Nguyen, Tuan Minh Nguyen (2016) “Disturbance Estimation Combined with New Adaptive RBF Neural Network for Uncertain System with Disturbance” International Conference on Advanced Technologies for Communication (IEEE – ATC 2016 (ISI/Scopus Proceeding), pp. 247-252.

5)    Thiem V. Phạm, Lai Khac Lai, Quynh T.T Nguyen (2016) “Improved Adaptive Fuzzy Sliding Mode Control for Second Order Nonlinear System” Advances in Intelligent Systems and Computing ICTA 2016 (ISI/Scopus Proceeding); pp. 41-50. 

6)    Pham Van Thiem, Lai Khac Lai (2017) “New adaptive neural network for uncertain nonlinear system with disturbances” REV Journal on Electronics and communications, 7(1-2), pp. 37 - 46.

7)    Lai Khac Lai, Pham Van Thiem (2017) “Tracking control via stabilization and for nonlinear system SSRG International Journal of Electrical and Electronics Engineering (SSRG-IJEEE); ISSN: 2348-8379, 3(9), pp. 16 - 20.

8)    Lai Khac Lai, Pham Van Thiem (2017) “Hedge Algebras Tuning of PID Controller” International Journal of Engineering Research and application, ISSN: 2248-9622, 7(10), pp. 01-07.

 b) Training products:

+ Advised and successfully defended 3 master’s thesis and 1 doctor student.

1)    Phan Van Du (2017), Fuzzy neural system and application for 5 degree of freedom robot.

2)    Ngo Thanh Hai (2017), Control robot with 5 degrees of freedom by voice.

3)    Nguyen Thị Thu Hang (2018), Design Hedge Algebras controller for Robot 5 degree of freedom.

4)    NCS Tran Thi Thanh Hai (2018-2021), Study the control algorithms for mobile robot

+ Advised and successfully defended 2 student’s science research groups

1)    Trinh Xuan Trung and Dam Van Hung (2016), Design and manufacture robot model according to human behavior, Code: SV2016-21.

2)    Dam Van Hung, Trinh Xuan Trung (2016), Robot control by voice” Code: SV2016-20.

c) Application products:

1)            Profile of accounting and designing about power electronic device.

2)            Control robotic program by Vietnammese voice.

3)            The results of simulink and experiment

4)            Robot model with 5 degrees of freedom is control by Vietnamese voice.

6. Effects, transfer alternatives of research results and applicability

- This project contributes to training master students with deep understanding about exploiting the robot control by Vietnamese voice. In addition, it also helps to improve research abilities of the group.

- Final report and proposed solutions are used as references for graduate students and in the field of control and automation.

- Robot model can use as an experiment model for students, master’s students in the field in Thai Nguyen University of technology.

Tin bài: Ban KHCN&MT