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第七章:机器人控制(上).pdf

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第七章 机器人控制 7. 1 机器人控制概述 7. 2 伺服控制系统 7. 3 机器人位置控制 7. 4 力和位置混合控制 7. 5 机器人非线性控制 7. 6 机器人智能控制 7. 7 机器人控制实验 1 7.1 机器人控制概述 控制是机器人技术中的一个关键问题,而控制系统的性能 则是机器人发展水平一个重要标志。 机器人对象特点:多变量、非线性、复杂耦合动态系统。 典型控制方式: 点位式(PTP ,point to point ) 实现点的位置控制,而点与点之间的轨迹却无关紧要。如自动插件机, 在贴片机上安插元件,点焊、搬运、装配等。 轨迹式 (CP, continuous path) 指定点与点之间的运动轨迹为所要求的曲线,如直线或圆弧。在进行 弧焊、喷漆、切割等作业时十分必要。 速度控制方式 对于机器人的行程要求遵循一定的速度变化曲线。 力(力矩)控制方式 要求对末端施加在对象上的力进行控制,如抓放操作、去毛刺。 自主控制方式 在不确定或未知条件下作业,自主完成给定任务。 2 多变量系统控制的发展: 1. 状态空间法 系统的数学模型:状态空间表达式 主要应用领域:航空航天等尖端科技研究 局限性:计算量大,控制器复杂难以实现,无法在工业 生产过程广泛推广 2. 现代频域法 数学模型:传递函数矩阵 主要应用领域:工业生产过程 特点:对系统进行近似和简化,数学工具浅显易懂, 具有很大的灵活性。 代表性理论:逆奈魁斯特方法、序列回差法等。 3. 先进控制技术 自适应控制理论:主要针对模型的时变性和不确定性 智能控制理论:主要针对模型未知系统 机器人控制系统工作过程 根据外界环境确定任务 作 组 业 计算目标任务在笛卡尔空间的位姿 织 控 层 制 器 确定运动轨迹(点动或轨迹) 转换为关节空间角度 运 外 协 动 部 调 控 反 转换为电机的给定值 层 制 馈 器 内 伺 部 电机的伺服控制 执 服 反 行 控 馈
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