机器人控制PPT教案.pptx

【机器人控制】是现代自动化领域中的一个重要分支，它涉及到多个学科知识的综合应用，包括机械工程、电子技术、控制理论和计算机科学等。本PPT教案详细介绍了机器人控制的基础概念和关键技术。 机器人控制的特点被概括为冗余、多变量、非线性和耦合。这些特性使得机器人控制极具挑战性。冗余是指机器人关节数量多于完成任务所需的最小关节数，允许更多的运动自由度。多变量意味着机器人运动涉及多个互相影响的变量，如位置、速度和力矩。非线性源于动力学模型的复杂性，而耦合则指不同关节间的相互作用。 控制器的选择和分类是机器人控制的核心。根据结构形式，可以分为伺服、非伺服、位置反馈、速度反馈和力矩控制等。控制方式包括非线性控制、分解加速度控制、最优控制、自适应控制、滑模控制和模糊控制等。根据具体的工作任务，可以选择PLC、普通计算机或智能计算机作为控制器。对于单关节和多关节的控制器，它们关注的重点不同，前者主要关注稳态误差补偿，后者则着重于耦合惯量的补偿。 在控制层次上，机器人控制通常分为任务级、机器人运动/动力级和伺服驱动级。任务级处理从工作任务描述到目标位置X(t)的生成，目前仍处于研究阶段。运动/动力级建立X(t)与关节力矩T(t)之间的关系，涉及电机模型、传动模型和关节动力学模型。伺服驱动级则负责关节伺服控制，确保电机的精确运动。 在实例中，PPT提到了液压缸伺服传动系统和滑阀控制液压传动系统作为示例，展示了实际应用中的伺服控制方案。其中，液压传动系统因其结构简单、精度高而被广泛采用。 对于机器人的位置控制，由于系统非线性且结构复杂，通常会简化模型，如假设连杆为理想刚体，关节无摩擦和间隙，相邻连杆间只有一个自由度。在直流传动系统的建模中，通过传递函数和等效方框图分析了伺服电机的行为，其中电气时间常数和机械时间常数是关键参数。 机器人控制涉及广泛的技术，包括控制策略的设计、动力学建模、伺服系统的实现等。理解并掌握这些知识对于机器人技术的学习和应用至关重要。