機器人控制新ppt課件(編輯修改稿)
2025-05-27 22:10 本頁面
【文章內容簡介】 章 機器人控制* 27 基于非線性模型的機器人解耦控制n關節(jié)機械手的封閉形式動力學方程的一般結構當考慮關節(jié)的摩擦效應時，還應加入摩擦項，動力學方程應寫為Θ為表示旋轉關節(jié)或平移關節(jié)位移的 n1向量 。式中 為 nn的慣性矩陣為 n1的哥氏項或向心項向量；為 n1的重力項向量；為 n1的摩擦力項向量；為表示旋轉關節(jié)力矩或平移關節(jié)力的 n1向量第七章 機器人控制* 28 基于非線性模型的線性化控制法則 ? 基本思想? 設計一個非線性的基于模型的控制法則，用它來抵消被控制系統(tǒng)的非線性；? 把系統(tǒng)簡化為線性系統(tǒng)，它可以用單位質量系統(tǒng)中導出的簡單的線性伺服法則來進行控制。? 從某種意義上說，線性化控制法則是提供了一個受控系統(tǒng)的 “反模型 ”。系統(tǒng)中的非線性與反模型中的非線性相抵消，這一點與伺服法則一起構成了一個線性閉環(huán)系統(tǒng)。第七章 機器人控制* 29機械手系統(tǒng)方程基于模型的控制法則為令 并且于是得到完全解耦系統(tǒng)－－單位質量系統(tǒng)對解耦系統(tǒng)實行比例－微分控制，即伺服法則為其中 為設定值機械手機械手第七章 機器人控制* 30 伺服控制系統(tǒng)設計與分析機械手＋＋＋＋＋＋＋－－第七章 機器人控制* 31非線性補償解耦系統(tǒng)分析理想情況 （完全補償，充分解耦，沒有時滯）顯然無法做到。因為：1. 無法精確建模，必然存在未建模動態(tài)和隨機干擾；2. 補償器中無法實現(xiàn)純微分環(huán)節(jié)，無法完全補償控制對象中的時間滯后；3. 控制對象是連續(xù)時間過程，補償器只能是離散時間過程，無法完全匹配。第七章 機器人控制 機器人智能控制技術 機器人智能控制概述 ? 什么是智能機器人？? 智能機器人是具有感知、思維和動作的機器。 :? (1)網絡機器人 :遠程控制和操作 .應用與醫(yī)療 ,救災 ,娛樂等領域 .? (2)微型機器人 :用于醫(yī)療 .? (3)高智能機器人 :超高運算速度 ,處理能力和存儲容量 .但目前體積較大 .? (4) 變結構機器人 :依照環(huán)境來變換自己的結構和運動方式以適應環(huán)境 .第七章 機器人控制? 產生和發(fā)展? （ 1）示教再現(xiàn)型機器人 :沒有任何傳感器 ,對環(huán)境沒有感知能力 . ——目前商品化、實用化的為此類機器人。? （ 2）感覺型機器人 :配備簡單內、外部傳感器 ,能感知自身的速度、位置、姿態(tài)等，具有部分適應外部環(huán)境能力。? （ 3）智能型機器人：具有多種內、外部傳感器組成的感覺系統(tǒng)，對外部環(huán)境信息進行感知、提取、處理并作出適當決策。 ——此類機器人目前處于研究和發(fā)展階段。? 智能型機器人的發(fā)展方向：類人型機器人和具有智能的機器。第七章 機器人控制? ? （ 1）視覺系統(tǒng)? （ 2）行走機構：輪式，履帶式，爬行，兩足式。? （ 3）機械手? （ 4）控制系統(tǒng)：信息融合，運動規(guī)劃，環(huán)境建模、智能推理。? （ 5）人機接口：話筒，揚聲器，語音合成與識別系統(tǒng)第七章 機器人控制? ? 三種智能控制系統(tǒng)? （ 1）人作為控制器的控制系統(tǒng)? （ 2）人 ——機結合作為控制器的控制系統(tǒng)? （ 3）無人參與的自主控制系統(tǒng)：機器人是最典型的例子。? 智能控制方法：? （ 1）分層遞階的智能控制結構? （ 2）神經網絡控制? （ 3）模糊控制 機器人智能控制技術 第七章 機器人控制? ? （ 1）模型的不確定性? （ 2）系統(tǒng)的高度非線性? （ 3）控制任務的復雜性? ：分層遞階的組成結構? ：? （ 1）學習功能? （ 2）適應功能? （ 3）組織功能第七章 機器人控制? 應用? 智能控制是交叉學科：人工智能，運籌學和自動控制? （ 1）自適應、自組織和自學習控制? （ 2）知識工程? （ 3）神經元網絡理論? （ 4）模糊集合論? （ 5）優(yōu)化理論第七章 機器人控制? 面向設備的基礎級 ——常規(guī)的技術： PID， 前饋控制? 協(xié)調級和組織級 ——智能控制方法：神經網絡控制，模糊控制，模糊神經控制? （ 1 ）神經網絡控制? 網絡結構：前向網絡，帶反饋的網絡，全連接網絡? 訓練算法：誤差反向傳播算法，遺傳算法? 控制方式：逆控制，反饋控制，內模控制? （ 2）模糊控制? 變量的模糊化和反模糊化? 模糊規(guī)則和模糊推理 機器人智能控制方法 第七章 機器人控制? （ 3）模糊神經控制? 用神經網絡實現(xiàn)模糊控制器的全部功能：? 5層結構：第一層輸入變量? 第二層模糊化? 第三層表示模糊規(guī)則的前件匹配（ IF）? 第四層表示模糊規(guī)則的后件（ THEN）? 第五層反模糊化第七章 機器人控制? （ 1）人工神經元模型的三個基本要素216。 連接權 連接權對應于生物神經元的突觸，各個人工神經元之間的連接強度由連接權的權值表示，權值為正表示激活，為負表示抑制。 人工神經元模型人工神經元模型第七章 機器人控制216。 求和單元 用于求取各輸入信號的加權和 (線性組合 )。 216。 激活函數 激活函數起非線性映射作用
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