機器人控制ppt課件(參考版)
2025-05-07 01:38本頁面
【正文】 。 R 例如，當 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： ? ?)()(?? RKeKu ?73]001**)1(*1)2(*)3(*[71????????????uRobotics 控制 機器人關節(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，一般將各種情況預先計算出，存入表中，形成模糊控制表。 輸出變量 為：控制電壓 u，可通過改變可控硅的導通角或 PWM比例實現(xiàn)。 Robotics 控制 機器人關節(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。 控制方式 ：通過改變可控硅的導通角實現(xiàn)；也可以通過 PWM方式 調(diào)節(jié)。 Robotics 控制 機器人關節(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 機器人關節(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。 將變量 模糊化 后，經(jīng)過按照模糊規(guī)則的運算，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。模糊關系 R是積空間 UxV上的一個模糊集合，即當 時， R的隸屬函數(shù)為 . 定義 4 模糊蘊涵 設 A和 B分別為定義在 U和 V上的模糊集合 ,則由 所表示的模糊蘊涵是定義在 UxV上的一個特殊模糊關系 ,其隸屬度函數(shù)定義為 : 模糊與 : 模糊或 : 實質(zhì)蘊涵 : 命題演算 : VvUu ?? , ),( vuR?BA?)()(),()()(),()()(),()()(),(vuvuvuvuvuvuvuvuBAABABABABABABABA????????????????????????????Robotics 控制 機器人關節(jié)控制的模糊算法 模糊集合與模糊邏輯的基本概念 定義 5 廣義取式推理 : 前提 1 x為 A’ 前提 2 如果 x為 A,則 y為 B 結(jié)論 y為 B’ 其中 A‘、 A、 B’、 B為模糊集合， x、 y為語言變量 定義 6 廣義取式推理 : 前提 1 y為 B’ 前提 2 如果 x為 A,則 y為 B 結(jié)論 x為 A’ 其中 A‘、 A、 B’、 B為模糊集合， x、 y為語言變量 )}()(]1,0[i n f {),( vcucvu ABBA ??? ????? ?)}()(]1,0[s u p{),( vcucvu BABA ??? ?????Robotics 控制 機器人關節(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。 ? ?1,0: ?UF?)(uF? Uu?Robotics 控制 機器人關節(jié)控制的模糊算法 模糊集合與模糊邏輯的基本概念 定義 2 交集、并集和補集 ：設 A和 B是 U上的兩個模糊集合。要么屬于，要么不屬于。其控制律為 xkekekektu DPDP ?? ????)(Robotics 控制 機器人關節(jié)控制的模糊算法 模糊集合與模糊邏輯的基本概念 一、模糊集合與集合計算符 定義 1 模糊集合 ：設 U為若干事件的總和，如 U=Rn，我們稱 U為論域，一個定義在 U上的模糊集合 F，由隸屬度函數(shù) 來表征，這里的 表示 在模糊集合 F上的隸屬程度。 實際位置和姿態(tài) 期望的位置和姿態(tài) 位置誤差 姿態(tài)誤差 ??????? 1000 )()()()()( tptatotntH ??????? 1000 )()()()()( tptatotntHddddd????????????????)()()()()()()()()(tptptptptptptptptezdzydyxdxdp? ?ddd ataotontnte ?????? )()()(21)(0Robotics 控制 機器人的分解運動控制 分解運動速度控制 為減少位置和姿態(tài)誤差，要求 因為 )(),()()()()()()()()(tqqqJtqqJtxtqqJttvtx????????????????????)()]()([)()()()]()([)()(2121tekttktttektvtvktvtvoddpdd???????????? ??????????????????)()()(,)()()(tetetettvtxopddd??Robotics 控制 機器人的分解運動控制 分解運動速度控制 從而有： 代入 得： 因為這里考慮的是誤差項，因此是閉環(huán)控制，精度高。 先把夾手運動分解為各關節(jié)的期望速度，然后對各關節(jié)實行速度伺服控制。 ? ? ? ? )()()()()()()( )( 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。 主要是針對夾持器的坐標進行討論。 ]~~)[()(?~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，適應不同方向的剛性要求，達到柔順目的。 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，在關節(jié)空間合并，進行關節(jié)控制。即：通過控制使機械手末端呈現(xiàn)所需要的剛性和阻尼。（ 無須控制器參與 ）
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