機器人控制ppt課件(編輯修改稿)
2025-05-31 01:38 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 主動柔順 ：通過改變控制器控制方式，增加力反饋等使機器 人與工作對象間無剛性運動的柔順方式。（ 必須 控制器參與 ） Robotics 控制 機器人的柔順控制 被動柔順和主動柔順 定義： ：在工作點的小位移； ：工作點的關(guān)節(jié)小位移 ：正定對角剛度矩陣 ：機器人雅可比矩陣 ：回復(fù)力 ：關(guān)節(jié)力矩 定義關(guān)節(jié)剛度矩陣： ， 反應(yīng)力矩與微位移關(guān)系 ???FJKqxpqJKJqJxFJxKFpTTp??????)(??????JKJK pTq ?Robotics 控制 機器人的柔順控制 作業(yè)約束和力控制 自然約束與人為約束 Robotics 控制 機器人的柔順控制 作業(yè)約束和力控制 約束對機器人力控制的影響： 1）約束使自由度減少，限制了末端的運動方式； 2）約束給機器人增加了作用力，增加了控制的復(fù)雜程度； 3）上述兩種情況會相互作用 Robotics 控制 機器人的柔順控制 柔順控制的種類 1）阻抗控制 通過控制力和位置間的動態(tài)關(guān)系（阻抗），來實現(xiàn)柔順功能。即：通過控制使機械手末端呈現(xiàn)所需要的剛性和阻尼。 需要位置控制的自由度，需要大的剛性； 需要力控制的自由度，需要小的剛性。 2）力和位置混合控制 將控制分為一些自由度的位置控制，和另一些自由度的力控制，通過計算，在關(guān)節(jié)空間合并，進行關(guān)節(jié)控制。 Robotics 控制 機器人的柔順控制 主動阻抗控制 位置型阻抗控制 ：估計重力矩 ：雅可比矩陣 ：機械手等效剛度比例系數(shù) ：機械手等效阻尼系數(shù) 教材中的穩(wěn)定性討論，內(nèi)容不全，這里省略。 ]~~)[()(?~xKxKqJqgxxxDpTd???????DpKKqJqg)()(?Robotics 控制 機器人的柔順控制 主動阻抗控制 柔順型阻抗控制 ：接觸引起的環(huán)境變形 ：接觸時 ：不接觸時 環(huán)境作用于機械手的力為： 0~~~???EEEExxxxxEEE xKF ~??Robotics 控制 機器人的柔順控制 力和位置混合控制 Kp:剛性對角矩鎮(zhèn)陣，可以通過對其元素的修改，適應(yīng)不同方向的剛性要求，達到柔順目的。 Robotics 控制 機器人的柔順控制 力和位置混合控制 Robotics 控制 機器人的柔順控制 力和位置混合控制 Robotics 控制 機器人的分解運動控制 分解運動控制原理 將機械手末端運動分解為沿笛卡兒坐標(biāo)的運動的形式，分別用各關(guān)節(jié)的綜合運動合成為沿笛卡兒坐標(biāo)的運動。 主要是針對夾持器的坐標(biāo)進行討論。 ????????????????????10)(1000)()()()()()()()()()()()()()(6060tpRtptatotntptatotntptatotntTtzzzzyyyyxxxxRobotics 控制 機器人的分解運動控制 分解運動控制原理 用俯、仰、滾表示夾手的姿態(tài)： 可以定義夾手的位置、姿態(tài)、線速度、角速度矢量為： ???????????????????????????????? ?????????????????????????cssccssccssctptotntptotntptotntRzzzyyyxxx000010010010000)()()()()()()()()()(60TzyxTzyxTTzyxtttttvtvtvtvtttttptptptp)](),(),([)()](),(),([)()](),(),([)()](),(),([)(????????????Robotics 控制 機器人的分解運動控制 分解運動控制原理 線速度： 角速度： )()()( tpdttdptv ????????????????????????????????????????000000??????????????????????????????????????????sccccssccsccssRdtdRdtdRRxyxzyzTTRobotics 控制 機器人的分解運動控制 分解運動控制原理 即： 求逆，得 即 ?????????????????????????????????)()()(1000)()()(tttsccsscctttzyx?????????????????????????????????????????????????)()()(00s e c)()()(tttcsssccccssctttzyx?????????????????????)()]([)( tSt ?????Robotics 控制 機器人的分解運動控制 分解運動控制原理 根據(jù)雅可比矩陣定義，有 若逆雅可比矩陣存在，則有， 這是分解速度控制的基礎(chǔ)。 ? ? ? ? )()()()()()()( )( 621 tqqJqJqJtqqJttv ??? ???????? ????????? ?)()()()( 1ttvqJtq?Robotics 控制 機器人的分解運動控制 分解運動控制原理 對于加速度有： 從而有： 這是分解加速度控制的基礎(chǔ)。 )()()()(
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