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正文內(nèi)容

機(jī)器人控制新ppt課件(編輯修改稿)

2025-05-27 22:10 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 章 機(jī)器人控制* 27 基于非線性模型的機(jī)器人解耦控制n關(guān)節(jié)機(jī)械手的封閉形式動(dòng)力學(xué)方程的一般結(jié)構(gòu)當(dāng)考慮關(guān)節(jié)的摩擦效應(yīng)時(shí),還應(yīng)加入摩擦項(xiàng),動(dòng)力學(xué)方程應(yīng)寫為Θ為表示旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)或平移關(guān)節(jié)位移的 n1向量 。式中 為 nn的慣性矩陣為 n1的哥氏項(xiàng)或向心項(xiàng)向量;為 n1的重力項(xiàng)向量;為 n1的摩擦力項(xiàng)向量;為表示旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)力矩或平移關(guān)節(jié)力的 n1向量第七章 機(jī)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(shè)計(jì)一個(gè)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(zhì)量系統(tǒng)中導(dǎo)出的簡單的線性伺服法則來進(jìn)行控制。? 從某種意義上說,線性化控制法則是提供了一個(gè)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(diǎn)與伺服法則一起構(gòu)成了一個(gè)線性閉環(huán)系統(tǒng)。第七章 機(jī)器人控制* 29機(jī)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(zhì)量系統(tǒng)對(duì)解耦系統(tǒng)實(shí)行比例-微分控制,即伺服法則為其中       為設(shè)定值機(jī)械手機(jī)械手第七章 機(jī)器人控制* 30 伺服控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析機(jī)械手+++++++--第七章 機(jī)器人控制* 31非線性補(bǔ)償解耦系統(tǒng)分析理想情況 (完全補(bǔ)償,充分解耦,沒有時(shí)滯)顯然無法做到。因?yàn)椋?. 無法精確建模,必然存在未建模動(dòng)態(tài)和隨機(jī)干擾;2. 補(bǔ)償器中無法實(shí)現(xiàn)純微分環(huán)節(jié),無法完全補(bǔ)償控制對(duì)象中的時(shí)間滯后;3. 控制對(duì)象是連續(xù)時(shí)間過程,補(bǔ)償器只能是離散時(shí)間過程,無法完全匹配。第七章 機(jī)器人控制 機(jī)器人智能控制技術(shù) 機(jī)器人智能控制概述 ? 什么是智能機(jī)器人?? 智能機(jī)器人是具有感知、思維和動(dòng)作的機(jī)器。 :? (1)網(wǎng)絡(luò)機(jī)器人 :遠(yuǎn)程控制和操作 .應(yīng)用與醫(yī)療 ,救災(zāi) ,娛樂等領(lǐng)域 .? (2)微型機(jī)器人 :用于醫(yī)療 .? (3)高智能機(jī)器人 :超高運(yùn)算速度 ,處理能力和存儲(chǔ)容量 .但目前體積較大 .? (4) 變結(jié)構(gòu)機(jī)器人 :依照環(huán)境來變換自己的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)方式以適應(yīng)環(huán)境 .第七章 機(jī)器人控制? 產(chǎn)生和發(fā)展? ( 1)示教再現(xiàn)型機(jī)器人 :沒有任何傳感器 ,對(duì)環(huán)境沒有感知能力 . ——目前商品化、實(shí)用化的為此類機(jī)器人。? ( 2)感覺型機(jī)器人 :配備簡單內(nèi)、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(yīng)外部環(huán)境能力。? ( 3)智能型機(jī)器人:具有多種內(nèi)、外部傳感器組成的感覺系統(tǒng),對(duì)外部環(huán)境信息進(jìn)行感知、提取、處理并作出適當(dāng)決策。 ——此類機(jī)器人目前處于研究和發(fā)展階段。? 智能型機(jī)器人的發(fā)展方向:類人型機(jī)器人和具有智能的機(jī)器。第七章 機(jī)器人控制? ? ( 1)視覺系統(tǒng)? ( 2)行走機(jī)構(gòu):輪式,履帶式,爬行,兩足式。? ( 3)機(jī)械手? ( 4)控制系統(tǒng):信息融合,運(yùn)動(dòng)規(guī)劃,環(huán)境建模、智能推理。? ( 5)人機(jī)接口:話筒,揚(yáng)聲器,語音合成與識(shí)別系統(tǒng)第七章 機(jī)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(jī)結(jié)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(jī)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(jié)構(gòu)? ( 2)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制? ( 3)模糊控制 機(jī)器人智能控制技術(shù) 第七章 機(jī)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(wù)的復(fù)雜性? :分層遞階的組成結(jié)構(gòu)? :? ( 1)學(xué)習(xí)功能? ( 2)適應(yīng)功能? ( 3)組織功能第七章 機(jī)器人控制? 應(yīng)用? 智能控制是交叉學(xué)科:人工智能,運(yùn)籌學(xué)和自動(dòng)控制? ( 1)自適應(yīng)、自組織和自學(xué)習(xí)控制? ( 2)知識(shí)工程? ( 3)神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)理論? ( 4)模糊集合論? ( 5)優(yōu)化理論第七章 機(jī)器人控制? 面向設(shè)備的基礎(chǔ)級(jí) ——常規(guī)的技術(shù): PID, 前饋控制? 協(xié)調(diào)級(jí)和組織級(jí) ——智能控制方法:神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制,模糊控制,模糊神經(jīng)控制? ( 1 )神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制? 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu):前向網(wǎng)絡(luò),帶反饋的網(wǎng)絡(luò),全連接網(wǎng)絡(luò)? 訓(xùn)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(nèi)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(jī)器人智能控制方法 第七章 機(jī)器人控制? ( 3)模糊神經(jīng)控制? 用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)模糊控制器的全部功能:? 5層結(jié)構(gòu):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(jī)器人控制? ( 1)人工神經(jīng)元模型的三個(gè)基本要素216。 連接權(quán) 連接權(quán)對(duì)應(yīng)于生物神經(jīng)元的突觸,各個(gè)人工神經(jīng)元之間的連接強(qiáng)度由連接權(quán)的權(quán)值表示,權(quán)值為正表示激活,為負(fù)表示抑制。 人工神經(jīng)元模型人工神經(jīng)元模型第七章 機(jī)器人控制216。 求和單元 用于求取各輸入信號(hào)的加權(quán)和 (線性組合 )。 216。 激活函數(shù) 激活函數(shù)起非線性映射作用
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