《机器人控制系统》ppt课件

“业机器人电气控制系统奂友z任十醇“王井,心五,一匹述春丞业,5.1.1机器人控制特点一、机器人控制系统的特点1机嚣人的控制与机构运动学及动力学密切相关:坐标变换、运动学正逆问题、惯性力等影响2)机器人控制系统是多变量自动控制系统机器人至少3-5个自由度,每个自由度一个伺服机构,这些独立的伺服系统有机地协调起来,完成期望动作3)机器人控制系统是非线性的控制系统,描述机器人状态和运动的数学槲型随状态和外力的变化:数也在变仁,各变量之皇还存在耦合,经常使用重力补偿、前馈、解糖或自适应控制方法4机器人的动作往往可以通过不同的方式和路径来完成,因而存在一个“最优“的问题。智能机器人可以根据传感器和模式识别的方法获得对象及环境的工况,自动地选择最佳的控制规律芸友z任十醇匹一/LEts/5.1.1机器人控制特点二、机器人的控制方式、按有无反馍信号开环控制:利用机械装置闭环控制:利用传感器信号、按控制目标对象、位置控制点位控制:要求准确地控制机器人未端执行器的工作位置,而路径却无关紧要,如在印刷电路板上安撒元件、点焊、装配等工作。连续轨|要求机器人未端执行器按照示教的轨迹和速度运行,如弧焊、随溪、抛光等作业,、力控制;输入量、反馈信号为力(力矩)信号,控制与位置控制基本相同。IL、其它控制:基于传感嚣的控制、非线形控制、分解加速度控制、滑横控制、最优控制、自适应控制、造阶控制及各种智能控制。芸友z任十醇y一LElts,5.1.1机器人控制特点三、主要控制变量对一台机器人的控制,本质上就是对下列双向方程式的控制其中“X()义未端执行装置的状态,包括位置、姿态和开闭状态等0(0)为关节变量_0,至0。C(0|加作用在各关节上的办短欠量7()为各传动电动机的力短矢量,经过变送器送到各个关节V()为施加在电动机上的电流或电压矢量奂友z任十醇二一LEl5.1.1机器人控制特点四、机器人控制层级、第一级:人工智能级最高级一一处于研究阶段问题词汇和自然语言理解、规划、任务描述,构造X)、第二级:控制模式级建立70Ctc>00)cX()之间的双向关系,可建立四种模型:7CO0(0)0、n械系统的“任务空间内的关节变实际空间内的优动装署模|沙英我机桓絮统的|传务空间内的关节变i兽请吴值间的芸)机展人柿问题,无法知道如何正确地建立各连接部分的机械误差,如干摩擦和关节的扰性等.山即使能够考虑这些误差,但其模型将包含数以干计的参数,而明处理机将无法以造当的速度执行所有必须的在线操作IL、控制对槲型变换的响应横型越复杂,对槲型的变换就越因难,尤其是横型具有非线性时,图难将更大奂友z任十醇c一LEl5.1.1机器人控制特点GJ、第三级伺服系统级一一研究机器人的一般实际问题解决下列问题:V(0700)系统组成,伺服执行元件(电动机)、何服运动控制器、何服驱动器(功率放大器)、动特性(位置,逊度、加透度)检测元件主要类型,数字控制伺服系统基本控制算法,PID控制器原理简单、易于实现、鲁棒性强、适应面广奂友z任十醇招摄浦余持行人工颖答蝶,不乃蠹f平|2途胺,wmT观俊c|标林2|e根租算北的描英_J=畜E“一歹7(0t巾一片余医v吊国5.3机商人的主要抱剑尿次E一LEl5.1.1机器人控制特点四、机器人控制原则>机器人的伺服控制系统:机构简单、机械强度高、速度快丫液压缸伺服传动系统怡此厂|巫儿作|伟印命招芸医挂行Er-1一5&nq1x里力1目图5.4电-渊压仁股控刻系统奂友z任十醇匹一LEl5.1.1机器人控制特点电一液压伺服控制系统=XQ_豌=爹创=不T+颂二+了仟80+2咤+C-月a00GGJRG0_X_h1+友(9)U(量)引+顺怡+异+坤怡+C8P|吾+砂不+C万园人伟仁人动,c许当采用力矩电机时,盒)_愉28当ri很小时,有7(j=寺S】+2妻一+(一)艾+*人个芸友z任十幽“丶五,一五,一一春丞业,5.1.1机器人控制特点“机器人的伺服控制系统面|怡医吊'一'辖槲_L-仁|笑入正(一|电政|平|故压|四驱办医体|一丁欠揣厂维|一改大稳广动绘反愫元件5.1.2控制方法一、位置控制“直流传动系统的建横>传递函数与等效方框图丫励磁控制人y不v/_''+/'恩刀二阡心力7不伟+FQ、v总转动惯量,F总粘滞摩擦系数,K总反馋系数YV(8)=(z+11S)71C3)卯=吊Lr(3)卫二(182+FS+K)8(5)奂友z任十幽闪国5.7“目泊电动机何颂佩动原玟c心c-El