机器人技术讲稿第六章 机器人控制

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机器人控制
Control of Robotics
6.1 机器人的基本控制原则
6.2 机械人的位置控制
6.3 机械人的柔顺控制
6.4 机器人的分解运动控制
6.5 机器人关节控制的模糊算法
Robotics 控制
6.1 机器人的基本控制原则
机器人控制特点：冗余的、多变量、本质非线性、耦合的
6.1.1 基本控制原则
1 、控制器分类
结构形式：伺服、非伺服、位置反馈、速度反馈、力矩控制、
控制方式：非线性控制、分解加速度控制、最优控制、自适
应控制、滑模控制、模糊控制等
控制器选择：依工作任务，可选 PLC 控制、普通计算机控制，
智能计算机控制等。
简单分类：单关节控制器：主要考虑稳态误差补偿；
多关节控制器：主要考虑耦合惯量补偿。
Robotics 控制
6.1 机器人的基本控制原则
6.1.1 基本控制原则
一般分类： PLC 、单片机、小型计算机、多计算机分布控制
Robotics 控制
6.1 机器人的基本控制原则
6.1.1 基本控制原则
2 、主要控制变量
任务轴 R0：描述工件位置的坐标系
X(t): 末端执行器状态；
θ(t): 关节变量；
C(t) ：关节力矩矢量；
T(t) ：电机力矩矢量；
V(t) ：电机电压矢量
本质是对下列双向方程的控制：
)()()()()( ttttt XCTV
Robotics 控制
6.1 机器人的基本控制原则
6.1.1 基本控制原则
3 、主要控制层次
分三个层次：人工智能级、控制模式级、伺服系统级
1 ）人工智能级
完成从机器人工作任务的语言描述 生成 X(t) ；
仍处于研究阶段。
2 ）控制模式级
建立 X(t) T(t) 之间的双向关系。
电机模型 传动模型 关节动力学模型 机器人模型
)()()()( tttt TCX
)()()()( tttt XCT
Robotics 控制
6.1 机器人的基本控制原则
6.1.1 基本控制原则
3 、伺服系统级
解决关节伺服控制问题
即TV
Robotics 控制
6.1 机器人的基本控制原则
6.1.2 伺服控制系统举例
1 、液压缸伺服传动系统
优点：减少减速器等，消除了间隙和磨损误差，结构简单、
精度与电器传动相当。同样可以进行位置、速度、加速度及力
的反馈。
Robotics 控制
6.1 机器人的基本控制原则
6.1.2 伺服控制系统举例
2 、典型的滑阀控制液压传动系统
Robotics 控制
6.2 机器人的位置控制
由于机器人系统具有高度非线性，且机械结构很复杂，因
此在研究其动态模型时，做如下假设：
（ 1 ）机器人各连杆是理想刚体，所有关节都是理想的，不存在
摩擦和间隙；
（ 2 ）相邻两连杆间只有一个自由度，或为旋转、或为平移。
Robotics 控制
6.2 机器人的位置控制
6.2.1 直流传动系统的建模
1 、传递函数与等效方框图
伺服电机的参数：
摘要：

机器人控制ControlofRobotics6.1机器人的基本控制原则6.2机械人的位置控制6.3机械人的柔顺控制6.4机器人的分解运动控制6.5机器人关节控制的模糊算法Robotics控制6.1机器人的基本控制原则机器人控制特点：冗余的、多变量、本质非线性、耦合的6.1.1基本控制原则1、控制器分类结构形式：伺服、非伺服、位置反馈、速度反馈、力矩控制、控制方式：非线性控制、分解加速度控制、最优控制、自适应控制、滑模控制、模糊控制等控制器选择：依工作任务，可选PLC控制、普通计算机控制，智能计算机控制等。简单分类：单关节控制器：主要考虑稳态误差补偿；多关节控制器：主要考虑耦合惯量补偿。Robo...

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