1、1,工业机器人电气控制系统 控制特点,一、 机器人控制系统的特点,1) 机器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模型随状态和外力的变化，其参数也在变化，各变量之间还 存在耦合，经常使用重力补偿、前馈、解耦或自适应控制等方法。 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
2、法获得对象及环境的工况，自动地选择最佳的控制规律。,二、机器人的控制方式 、按有无反馈信号 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 I、位置控制 点位控制：要求准确地控制机器人末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插元 件、点焊、装配等工作。 连续轨迹控制：要求机器人末端执行器按照示教的轨 迹和速度运行，如弧焊、喷漆、抛光等作业。II、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。 III、其它控制：基于传感器的控制、非线形控制、分解加速度控制、滑模控制、最优控制、自适应控制、递阶控制及各种智能控制。,三、主要控制变量 对一台
3、机器人的控制，本质上就是对下列双向方程式的控制：,其中： 为末端执行装置的状态，包括位置、姿态和开闭状态等,为关节变量,为作用在各关节上的力矩矢量,为各传动电动机的力矩矢量，经过变送器送到各个关节,为施加在电动机上的电流或电压矢量,至,四、 机器人控制层级 、第一级：人工智能级 （最高级）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 、第二级：控制模式级 建立 之间的双向关系，可建立四种模型： 问题：I、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。 II、即使能够考虑这些误差，但其模型将包含数以千计的参数，而且处理机将无法以适当的速度执行所有必须的在线操
4、作。 III、控制对模型变换的响应：模型越复杂，对模型的变换就越困难，尤其是模型具有非线性时，困难将更大。,关节式机械系统的机器人模型,任务空间内的关节变量与被控制值间的关系模型,实际空间内的 机器人模型,传动装置模型,、第三级：伺服系统级 研究机器人的一般实际问题 解决下列问题： 系统组成： 伺服执行元件（电动机）、伺服运动控制器、伺服驱动器（功率放大器）、运动特性（位置、速度、加速度）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,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 液压缸伺服传动系统,电液压伺服控制系统,机器人的伺服控制系统,谢谢观看,
