2023年机器人控制系统练习题及答案 .pdf

机器人控制系统练习题及答案 一、 填空题 1. 伺服系统的三种控制方式： 速度控制方式 、 转矩控制方式 、 位置 控制方式 。 2. 对于一个具有高度智能的机器人，它的控制系统实际上包含了 “任务 规划” 、 “任务规划” “轨迹规划”和基于模型的“伺服控制”等多个层 次。 3. 机器人控制系统按其控制方式可分为 程序输入型机器人 、 示教再现 型机器人 、 智能型机器人 三类。 4. ROS 可以分成两层，低层是上面描述的 操作系统层 ，高层则是广大用 户群贡献的实现不同功能的各种 软件包 ，如定位绘图、行动规划、感知、模 拟等。 5. 伺服系统组成系统主要由 触摸屏 、 PLC 、 伺服驱动器 、 永磁同步 伺服电机 组成，其中伺服电机是运动的执行机构，对其进行位置、速度和电流 三环控制，从而达到用户的功能要求。 二、 判断题 1. 交流伺服电机主要由定子和转子构成。（√） 2. 如果用人来比喻机器人的组成的话，那么控制系统相当于人的“大 脑”，感知系统相当于人的“视觉与感觉器官”，驱动系统相当于人的“肌 肉”，执行机构相当于人的“身躯和四肢”。（√） 3. ROS 基于一种图状架构，不同节点的进程都能接受、发布、聚合各种信 息（如传感、控制、状态、规划等）。目前ROS 主要支持 Ubuntu。（√） 4. ROS （低层）使用 BSD 许可证，是开源软件，并能大部分免费用于研究 和商业用途。而高层的用户提供的软件包则可以使用很多种不同的许可证。 （×） 5. 机器人控制系统实际上包含了“任务规划”“动作规划”“轨迹规划” 和基于模型的“伺服控制”等多个层次。（√） 三、 选择题 1. 实现机器人和其他设备的信息交换，一般有串行接口、并行接 口等。（A） A. 通信接口 B. 网络接口 C. 传感器接口 D. 控制计算机 2. 对于大多数控制系统来说，它一般由四个部分组成：输入、输出、控制 元件和算法。其中电机输出属于哪个部分？（B） A. 输入 B. 输出 C. 控制元件 D. 算法 3. 机器人控制系统按其控制方式可分为三类。其中采用主、从两级处理器 实现系统的全部控制功能。 实现管理、坐标变换、轨迹生成和系统自诊 断等， 实现所有关节的动作控制。主从控制方式系统实时性 较 ，适于高精度、高速度控制，但其缺点为系统扩展性较差，维修困 难。（A） A. 主 CPU、从 CPU、好 B. 从 CPU、主 CPU、好 C. 从 CPU、主 CPU、差 D. 主 CPU、主 CPU、好 4. 操作系统是美国 Wind River 公司于 1983 年设计开发的一种嵌 入式实时操作系统（RTOS），是 Tornado 嵌入式开发环境的关键组成部分。（A） A. VxWorks B. WindowsCE C. DSP/BIOS D. μC/OSⅡ 5. ROS 可以分成两层， 描述的是操作系统层， 则是广大用 户群贡献的实现不同功能的各种软件包，如定位绘图、行动规划、感知、模拟 等，并能 用于研究和商业用途。（A） A. 低层、高层、免费 B. 高层、低层、免费 C. 低层、高层、少量收费 D. 高层、低层、少量收费 四、 简答题 1. 简述伺服电机的三环控制闭环负反馈 PID 调节系统。 答：伺服一般为三个环控制，所谓三环就是 3 个闭环负反馈 PID 调节系 统。 （1）电流环 最内的PID 环就是电流环，此环完全在伺服驱动器内部进行，通过霍尔装 置检测驱动器给电机的各相的输出电流，负反馈给电流的设定进行 PID 调节， 从而达到输出电流尽量接近等于设定电流，电流环就是控制电机转矩的，所以 在转矩模式下驱动器的运算最小，动态响应最快。 电流环的输入是速度环 PID 调节后的那个输出，称为 “电流环给定”，电 流环的这个给定和 “