機(jī)器人控制新ppt課件-在線瀏覽
2025-06-17 22:10本頁面
【正文】 常量 ， 它不能在有效載荷變化的情況下改變反饋增益。在高速機(jī)器人中，除了選擇最佳路徑外，還普遍采用最短時間控制，即所謂 “砰 — 砰 ”控制。分為模型參考自適應(yīng)控制器、自校正自適應(yīng)控制器和線性攝動自適應(yīng)控制等 。在耦合嚴(yán)重的情況下，必須考慮一些解耦措施。 ? 耦合慣量及摩擦力的補(bǔ)償 在高速、高精度機(jī)器人中，必須考慮一個關(guān)節(jié)運(yùn)動會引起另一個關(guān)節(jié)的等效轉(zhuǎn)動慣量的變化，即耦合的問題；還要考慮摩擦力的補(bǔ)償。（否則為半閉環(huán)）? 前饋控制和超前控制 前饋控制 ：從給定信號中提取速度、加速度信號。 超前控制 ：估計(jì)下一時刻的位置誤差，并把這個估計(jì)量加到下一時刻的控制量中。 ? 聽覺控制 有的機(jī)器人可以根據(jù)人的口頭命令做出回答或執(zhí)行任務(wù)，這是利用了聲音識別系統(tǒng)。 ? 遞階控制（組織級、協(xié)調(diào)級、執(zhí)行級） 最低層是各關(guān)節(jié)的伺服系統(tǒng)，最高層是管理（主）計(jì)算機(jī)；大系統(tǒng)控制理論可以用在機(jī)器人系統(tǒng)中。 ? 神經(jīng)控制 —— 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制 神經(jīng)控制便是由神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)組成的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。第七章 機(jī)器人控制* 17? 滑?？刂? 滑模變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)是：在動態(tài)控制過程中，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)根據(jù)系統(tǒng)當(dāng)時的狀態(tài)偏差及其各階導(dǎo)數(shù)值，以躍變的方式按設(shè)定的規(guī)律作相應(yīng)改變，該類控制系統(tǒng)預(yù)先在狀態(tài)空間設(shè)定一個特殊的超越曲面，由不連續(xù)的控制規(guī)律，不斷變換控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，使其沿著這個特定的超越曲面向平衡點(diǎn)滑動，最后漸近穩(wěn)定至平衡點(diǎn)。各種先進(jìn)控制策略 (續(xù) ) 第七章 機(jī)器人控制* 18 機(jī)器人學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖傳感器層 數(shù)據(jù)處理層 存儲層 控制層 執(zhí)行層感知部分 認(rèn)知部分外部世界第七章 機(jī)器人控制* 19 伺服控制器 位置輸入信號 方向判別誤差調(diào)節(jié) D/A速度控制器 功放負(fù)載直流伺服電機(jī)測速電機(jī)計(jì)數(shù)碼盤位置反饋速度反饋直流電動機(jī)伺服傳動系統(tǒng)原理圖+_第七章 機(jī)器人控制* 20電樞控制直流電機(jī)的等效電路圖N SJeffτ,θmLaUaRaia 機(jī)械傳動等效慣量 第七章 機(jī)器人控制* 21Jeff = Jm+ n2 JL feff = fm +n2 fL 單關(guān)節(jié)驅(qū)動系統(tǒng)傳遞函數(shù)傳動比 折合到電機(jī)軸上的總的等效慣性矩 Jeff 和等效摩擦系數(shù) feff為齒數(shù)第七章 機(jī)器人控制* 22電氣部分的模型由電機(jī)電樞繞組內(nèi)的電壓平衡方程來描述 電機(jī)力矩平衡方程 機(jī)械部分與電氣部分的耦合關(guān)系對以上各式進(jìn)行拉普拉斯變換得Ka—— 電機(jī)電流 — 力矩比例常數(shù)Kb—— 感應(yīng)電勢常數(shù)第七章 機(jī)器人控制* 23重新組合上式，得驅(qū)動系統(tǒng)傳遞函數(shù) 忽略電樞的電感 La，可簡化為 其中，電機(jī)增益常數(shù)為 電機(jī)時間常數(shù)為 單關(guān)節(jié)控制系統(tǒng)所加電壓與關(guān)節(jié)角位移之間的傳遞函數(shù) 第七章 機(jī)器人控制* 24 單關(guān)節(jié)的建模與角度反饋比例控制于是得到為 系統(tǒng)誤差 進(jìn)而可得式中 kp—— 位置反饋增益 ， n 為傳動比位置控制器（比例）直流驅(qū)動單關(guān)節(jié)系統(tǒng)+－第七章 機(jī)器人控制* 25系統(tǒng)傳遞函數(shù)推導(dǎo)誤差驅(qū)動信號 E(s)與實(shí)際位移 之間的開環(huán)傳遞函數(shù) 由此得系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù) 上式表明關(guān)節(jié)機(jī)器人的比例控制器是一個二階系統(tǒng)。 位置控制器（比例）直流驅(qū)動單關(guān)節(jié)系統(tǒng)+ －第七章 機(jī)器人控制* 26伺服系統(tǒng)分塊示意圖第七章 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，還應(yīng)加入摩擦項(xiàng)，動力學(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 。? 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 ”。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，沒有時滯）顯然無法做到。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、思維和動作的機(jī)器。? （ 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。 ——此類機(jī)器人目前處于研究和發(fā)展階段。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。? （ 5）人機(jī)接口：話筒，揚(yáng)聲器，語音合成與識別系統(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。 連接權(quán) 連接權(quán)對應(yīng)于生物神經(jīng)元的突觸，
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