[互联网]机器人技术-Ch71 机器人控制技术.pdf

机器人技术 张秀丽 北京交通大学机电学院 2/13/2012 第七章 机器人控制技术 • 本章内容 1. 位置控制技术 2. 力控制技术 • 重点 – 位置控制技术 • 学习方法 – 结合相关学科知识理解机器人控制问题 – 自动控制原理、计算机技术等 2 1. 控制技术 什么是控制技术？ • 一个被控对象 • 一个操作任务 • 一个控制目标。（多快、多精确、多稳定？） • 设计一个控制器满足这个目标。 4 1. 控制技术 什么是机器人控制技术？ ——基于机器人运动学和动力学模型，通过技术途 径（控制理论、控制方法）设计控制器和控制系统， 使机器人达到要求的控制性能。 5 机器人的控制性能基本要求 • 可控性（工作空间的奇异点、插值 1. 控制技术 点运动连续） • 稳定性（收敛性-衰减震荡） • 动态性能 （快速、无超调） • 稳态性能：定位精度、重复定位精 度、轨迹跟踪精度 被 控 对 机器人系统的控制问题表达： 象 V(t) ←→T(t) ←→C(t) ←→(t) ←→X(t) V ：电机电压 T ：电机转矩 C：关节转矩 θ：关节变量 6 X ：笛卡尔变量 1. 控制技术 • 机器人的动力学特点 – 多变量 – 参数时变，且变化范围大 – 关节间非线性耦合 – 复杂、难以精确建模（摩擦、弹性变形等）   Q M ( q ) q V ( q , q ) G ( q ) 7 1. 控制技术 • 机器人控制技术 – 位置伺服控制 （PID控制） – 力控制 （柔顺控制） – 笛卡尔运动控制 （协调控制） – 高级动态控制 （自适应控制、滑模变结构控制、模糊 控制、学习控制、智能控制等） – 多机器人控制 8 1.1 位置控制 • 单关节控制技术 • 多关节控制技术 9 1.1.1 单关节