Sistem kawalan robot pengolah menawarkan pelbagai cabaran dalam pendidikan di mana pelajar mesti belajar dinamik robot dan struktur kawalan, memahami hubungan antara parameter kawalan, dan prestasi sistem. Simulasi interaktif bertujuan untuk meningkatkan kefahaman dan secara intuitif untuk bahagian-bahagian abstrak dalam kursus sistem kawalan robot. Di samping itu, pelaksanaan reka bentuk kawalan pada sistem sebenar seperti robot pengolah ketara menarik perhatian dan meningkatkan pemahaman terhadap pembelajaran sistem kawalan. Laporan ini membentangkan satu alat pedagogi yang berkesan untuk pelajar belajar sistem kawalan robot. Alat pendidikan termasuk robot pengolah yang tidak linear dan dua modul kawalan: modul tork dikira kawalan gerakan dan modul PID kawalan kedudukan. Modul tork dikira kawalan gerakan simulasi perisian berasaskan pelaksanakan kawalan tork berkomputer pada model robot untuk pengguna memahami ciri-ciri kawalan tersebut terhadap maklum balas linear dalam kawalan pengesanan gerakan. Modul PID kawalan kedudukan adalah pelaksanaan pengawal PID untuk mengawal kedudukan robot pengolah untuk pengguna memahami ciri pengawal yang mengawal titik set. Grafik penguna interaktif direka untuk kedua-dua modul untuk pengguna menukar keuntungan pengawal dan mendapatkan maklum balas segera mengenai kesan-kesannya. Kesan parameter kawalan dan prestasi pengawal dalam setiap modul telah diuji dan disahkan. Ciri-ciri ini menjadikan alat pembelajaran interaktif merangsang dan mempunyai nilai pedagogi yang tinggi.
_______________________________________________________________________________________________________
Control systems of robot manipulators offer many challenges in education where the students must learn robot dynamics and control structures, understand relations between the control parameters, and the systems performance. Interactive simulation is aimed at improving the understanding and intuition for the abstract parts of the control of robot courses. In addition, implementation of the control design on a real system such as robot manipulators significantly impress and improve the understanding towards the control system learning. This project presents an effective pedagogical tool for student to learn robotic control system. The education tool included a nonlinear robotic arm and two control modules: computed torque motion control module and PID position control module. Computed torque motion control module is a software based simulation module that implemented computed torque control (CTC) on the robot model for user to understand the feedback linearization control characteristic in motion tracking control. PID position control module is the implementation of PID controller to control the position of a well-developed robotic arm for user to understand the controller characteristic in set point control. Interactive graphical user interfaces are designed for both modules for user to changing the controller gains and obtain instant feedback on the effects. The effect of control parameters and performance of the controller in each module are tested and verified. These features make the interactive learning tool stimulating and of high pedagogical value.
Interactive pedagogical tool for teaching robotics and control system courses / Richard Lee Jian Hong