機(jī)器人技術(shù)講稿—第6章-資料下載頁
2025-02-21 14:32本頁面
【正文】 機(jī)器人關(guān)節(jié)控制的模糊算法 模糊規(guī)則與模糊推理模糊規(guī)則 是由如下形式的 “ 如果 則 ” 規(guī)則的總和組成R（ l）： 如果 x1為 F1l ， 且 … ，且 xn為 Fnl， 則 y為 Gl； Fil 、 Gl為模糊集合， xi為模糊變量。將變量 模糊化 后，經(jīng)過按照模糊規(guī)則的運(yùn)算，獲得模糊結(jié)果，這個過程稱為一個 模糊推理 。模糊推理得到的模糊輸出，再經(jīng)過反 模糊化 ，即可得到模糊推理的精確解。Robotics 控制 機(jī)器人關(guān)節(jié)控制的模糊算法 模糊控制工作原理一個典型的模糊控制系統(tǒng) Robotics 控制 機(jī)器人關(guān)節(jié)控制的模糊算法 模糊控制工作原理例：一熱處理用的電熱爐，按工藝要求須保持爐溫 600O不變。由于爐溫受零件數(shù)量、體積、環(huán)境溫度變化、電網(wǎng)電壓波動等影響，會出現(xiàn)波動所以要設(shè)計控制器?？刂品绞?：通過改變可控硅的導(dǎo)通角實現(xiàn)；也可以通過 PWM方式 調(diào)節(jié)。人工調(diào)節(jié)時，通過面板上的電位器實現(xiàn)，計 算機(jī)調(diào)節(jié)通過驅(qū)動線路實現(xiàn)。 Robotics 控制 機(jī)器人關(guān)節(jié)控制的模糊算法 模糊控制工作原理典型的溫度控制電路如圖 INT1， INT2過零檢測， PB7觸發(fā)控制， AN0傳感器輸入 A/D。Robotics 控制 機(jī)器人關(guān)節(jié)控制的模糊算法 模糊控制工作原理 人工操作時，根據(jù)經(jīng)驗，控制規(guī)則可以用語言描述如下： 如果爐穩(wěn)低于 600OC則升壓，低得越多升壓越高； 如果爐穩(wěn)高于 600OC則降壓，高得越多降壓越低； 如果爐穩(wěn)等于 600OC則保持電壓不變；采用 模糊控制 時，其工作原理如下：模糊控制器的輸入變量與輸出變量 設(shè)定爐溫 t0=600， 測量爐穩(wěn) t（ K）， 則將誤差 e(K)=t0t(K)作為模糊控制的 輸入變量 。 輸出變量 為：控制電壓 u， 可通過改變可控硅的導(dǎo)通角或 PWM比例實現(xiàn)。Robotics 控制 機(jī)器人關(guān)節(jié)控制的模糊算法 模糊控制工作原理輸入變量及輸出變量的模糊語言描述（模糊化）設(shè)描述輸入及輸出變量的語言值的模糊子集為： {負(fù)大，負(fù)小， 0，正小，正大 } 或記為 {NB， NS， 0， PS， PB} 設(shè)誤差 e的論域為 X， 并將誤差大小分為七個等級，為： 3， 2， 1， 0， 1， 2， 3，則有： X={3， 2， 1， 0， 1， 2， 3}選控制變量 u的論域為 Y， 并將其也分為七個等級，為： 3， 2， 1， 0， 1， 2， 3，則有： Y={3， 2， 1， 0， 1， 2， 3}定義其隸屬度函數(shù)如圖：Robotics 控制 機(jī)器人關(guān)節(jié)控制的模糊算法 模糊控制工作原理 由此得模糊變量賦值表：Robotics 控制 機(jī)器人關(guān)節(jié)控制的模糊算法 模糊控制工作原理模糊控制規(guī)則的語言描述 根據(jù)手動控制策略，規(guī)則為：（ 1）若 e負(fù)大，則 u正大；（ 2）若 e負(fù)小，則 u正?。唬?3）若 e為零，則 u為零；（ 4）若 e正小，則 u負(fù)??；（ 5）若 e正大，則 u負(fù)大；由此可得控制規(guī)則表：e NB NS 0 PS PBu PB PS 0 NS NBRobotics 控制 機(jī)器人關(guān)節(jié)控制的模糊算法 模糊控制工作原理模糊控制規(guī)則的矩陣形式 模糊控制規(guī)則實際上是從誤差論域 X到控制量論域 Y的 模糊關(guān)系 R， 可記為：從模糊賦制值表可得：Robotics 控制 機(jī)器人關(guān)節(jié)控制的模糊算法 模糊控制工作原理 通理，可以得到將這些代入求和式，有Robotics 控制 機(jī)器人關(guān)節(jié)控制的模糊算法 模糊控制工作原理模糊決策 當(dāng)模糊輸入為 e（ K） 時，其對應(yīng)的輸出為 u（ K） =e（ K）。 R例如，當(dāng) e（ K） =PS時，模糊輸出變?yōu)榫_值（ 1）隸屬度最大原則，則 u=1；（ 2） 平均法：Robotics 控制 機(jī)器人關(guān)節(jié)控制的模糊算法 模糊控制工作原理模糊控制表 上述的結(jié)果即可用于實際控制，但是，為了提高控制速度，一般將各種情況預(yù)先計算出，存入表中，形成模糊控制表。輸入量和輸出量的值，可以自行定義，如定義 3=550OCe 3 2 1 0 1 2 3u 3 2 1 0 1 2 3Robotics 控制 機(jī)器人關(guān)節(jié)控制的模糊算法 機(jī)器人關(guān)節(jié)位置的模糊控制 我們可以將上述溫度變量換為機(jī)器人的關(guān)節(jié)角度，將誤差定義為期望轉(zhuǎn)角與實測轉(zhuǎn)角的差，輸出定義為關(guān)節(jié)控制電壓，即可實現(xiàn)機(jī)器人關(guān)節(jié)角位置的模糊控制。
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