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工业机器人控制系统的特点是什么

2019年10月13日 10:29 次阅读

(文章来源:中国智能化网)

机器人从结构上讲属于一个空间开链机构,其中各个关节的运动是独立的,为了实现末端点的运动轨迹,需要多关节的运动协调,其控制系统较普通的控制系统要复杂得多。

机器人控制系统的特点如下:

(1)机器人的控制是与机构运动学和动力学密切相关的。在各种坐标下都可以对机器人手足的状态进行描述,应根据具体的需要对参考坐标系进行选择,并要做适当的坐 标变换。经常需要正向运动学和反向运动学的解,除此之外还需要考虑惯性力、外力( 包括重力)和向心力的影响。

工业机器人控制系统的特点是什么

(2)即使是一个较简单的机器人,也至少需要 3~5 个自由度,比较复杂的机器人则需要十几个甚至几十个自由度。每一个自由度一般都包含一个伺服机构,它们必须协调起来,组成一个多变量控制系统。

(3)由计算机来实现多个独立的伺服系统的协调控制和使机器人按照人的意志行动,甚至赋予机器人一定“智能”的任务。所以,机器人控制系统一定是一个计算机控制系统。同时,计算机软件担负着艰巨的任务。

(4)由于描述机器人状态和运动的是一个非线性数学模型,随着状态的改变和外力的变化,其参数也随之变化,并且各变量之间还存在耦合。所以,只使用位置闭环是不够的,还必须要采用速度甚至加速度闭环。系统中经常使用重力补偿、前馈、解耦或自适应控制等方法。

(5)由于机器人的动作往往可以通过不同的方式和路径来完成,所以存在一个“最优”的问题。对于较高级的机器人可采用人工智能的方法,利用计算机建立庞大的信息库,借助信息库进行控制、决策、管理和操作。

根据传感器和模式识别的方法获得对象及环境的工况,按照给定的指标要求,自动地选择最佳的控制规律。综上所述,机器人的控制系统是一个与运动学和动力学原理密切相关的、有耦合的、非线性的多变量控制系统。因为其具有的特殊性,所以经典控制理论和现代控制理论都不能照搬使用。到目前为止,机器人控制理论还不够完整和系统。

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