1機(jī)器人控制技術(shù)與實(shí)踐

2第五章機(jī)器人控制系統(tǒng)5.1機(jī)器人的底層控制5.2機(jī)器人的上層控制5.3機(jī)器人控制的MATLAB仿真3第五章機(jī)器人控制系統(tǒng)

機(jī)器人控制技術(shù)，從廣義上可以分為機(jī)器人的底層控制和上層控制。

底層控制主要是通過傳感器采集各種基本信息，通過簡單的算法實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的簡單行走，實(shí)質(zhì)包含傳感器的控制、電機(jī)和舵機(jī)控制以及最基礎(chǔ)的PID控制方法；

上層控制主要包含機(jī)器人的路徑規(guī)劃、足式機(jī)器人的步態(tài)規(guī)劃以及多機(jī)器人協(xié)作控制方法等。04機(jī)器人的供電方式5.1機(jī)器人的底層控制

1、PID運(yùn)動控制

巡線機(jī)器人如何使用PID？04機(jī)器人的供電方式5.1機(jī)器人的底層控制

1、PID運(yùn)動控制04機(jī)器人的供電方式5.1機(jī)器人的底層控制

1、PID運(yùn)動控制04機(jī)器人的供電方式3.1機(jī)器人的底層控制PID控制是一種基于偏差“過去、現(xiàn)在、未來”信息估計(jì)的有效而簡單的控制算法。1、PID運(yùn)動控制04機(jī)器人的供電方式5.1機(jī)器人的底層控制PID控制是一種基于偏差“過去、現(xiàn)在、未來”信息估計(jì)的有效而簡單的控制算法。

對偏差按比例、積分和微分通過線性組合構(gòu)成控制量，對被控對象進(jìn)行控制1、PID運(yùn)動控制04機(jī)器人的供電方式5.1機(jī)器人的底層控制

比例作用的引入是為了及時成比例地反映控制系統(tǒng)的偏差信號，系統(tǒng)偏差一旦產(chǎn)生，調(diào)節(jié)器立即產(chǎn)生與其成比例的控制作用，以減小偏差。比例控制反應(yīng)快，但對某些系統(tǒng)，可能存在穩(wěn)態(tài)誤差，加大比例系數(shù)、系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差減小，但穩(wěn)定性可能變差。隨著比例系數(shù)的增大，穩(wěn)態(tài)誤差減小，同時動態(tài)性能變差，振蕩比較嚴(yán)重。

積分作用的引人是為了使系統(tǒng)消除穩(wěn)態(tài)誤差，提高系統(tǒng)的無差度，以保證實(shí)現(xiàn)對設(shè)定值的無靜差跟蹤。

微分作用的引入主要是為了改善控制系統(tǒng)的響應(yīng)速度和穩(wěn)定性。微分作用能反映系統(tǒng)偏差的變化率，預(yù)見偏差變化的趨勢，因此能產(chǎn)生超前的控制作用。直觀而言，微分作用能在偏差還沒有形成之前，就已經(jīng)消除偏差。因此，微分作用可以改善系統(tǒng)的動態(tài)性能。1、PID運(yùn)動控制04機(jī)器人的供電方式3.1機(jī)器人的底層控制2、智能PID參數(shù)整定（1）基于繼電反饋的PID參數(shù)自整定

繼電反饋控制結(jié)構(gòu)04機(jī)器人的供電方式5.1機(jī)器人的底層控制2、智能PID參數(shù)整定（2）基于模糊PID控制的參數(shù)自整定模糊PID控制自整定控制器結(jié)構(gòu)04機(jī)器人的供電方式5.1機(jī)器人的底層控制2、智能PID參數(shù)整定（3）基于神經(jīng)網(wǎng)路PID的參數(shù)整定基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)PID控制系統(tǒng)04機(jī)器人的供電方式5.1機(jī)器人的底層控制2、智能PID參數(shù)整定（4）基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模糊PID參數(shù)整定基于神經(jīng)絡(luò)的模糊PID控制系統(tǒng)04機(jī)器人的供電方式5.2機(jī)器人的上層控制1、路徑規(guī)劃機(jī)器人通過各種傳感器獲取環(huán)境信息,利用人工智能進(jìn)行識別、理解、推理并做出判斷和決策來完成一定的任務(wù)。

智能機(jī)器人路徑規(guī)劃是指在有障礙物的工作環(huán)境中,如何尋找一條從給定起點(diǎn)到終點(diǎn)適當(dāng)?shù)倪\(yùn)動路徑,使機(jī)器人在運(yùn)動過程中能安全、無碰地繞過所有障礙物。已知障礙（靜態(tài)）未知障礙（動態(tài)）各種比賽機(jī)器人巡邏機(jī)器人戰(zhàn)場機(jī)器人醫(yī)療機(jī)器人排爆機(jī)器人04機(jī)器人的供電方式5.2機(jī)器人的上層控制2、足式機(jī)器人步態(tài)控制（1）固化編程（2）基于模型的方法（3）基于生物控制策略：CPG、遺傳算法、蟻群算法等。04機(jī)器人的供電方式5.2機(jī)器人的上層控制3、多機(jī)器人協(xié)作

有效地組織多個自主移動機(jī)器人通過一種協(xié)作機(jī)制完成指定的任務(wù)是多協(xié)作機(jī)器人相對于個體機(jī)器人執(zhí)行任務(wù)的最大區(qū)別所在。（1）簡單協(xié)作：舞蹈機(jī)器人（2）復(fù)雜協(xié)作：利用相關(guān)算法實(shí)現(xiàn)多機(jī)協(xié)作。機(jī)器人1機(jī)器人2機(jī)器人3機(jī)器人404機(jī)器人的供電方式3.2機(jī)器人的上層控制3、多機(jī)器人協(xié)作

有效地組織多個自主移動機(jī)器人通過一種協(xié)作機(jī)制完成指定的任務(wù)是多協(xié)作機(jī)器人相對于個體機(jī)器人執(zhí)行任務(wù)的最大區(qū)別所在。（1）簡單協(xié)作：舞蹈機(jī)器人（2）復(fù)雜協(xié)作：利用相關(guān)算法實(shí)現(xiàn)多機(jī)協(xié)作。機(jī)器人1機(jī)器人2機(jī)器人3機(jī)器人4如何定義主從？以多機(jī)救援機(jī)器人為例04機(jī)器人的供電方式5.3機(jī)器人控制的MATLAB仿真基于CPG的雙足機(jī)器人步態(tài)規(guī)劃算法步態(tài)是指雙足機(jī)器人的每條腿按一定的順序和軌跡的運(yùn)動過程，是確保步行機(jī)構(gòu)穩(wěn)定運(yùn)行的重要因素。雙足仿人機(jī)器人主要有兩種步態(tài)，分別是仿人行走運(yùn)動步態(tài)和跑步運(yùn)動步態(tài)。04機(jī)器人的供電方式5.3機(jī)器人控制的MATLAB仿真基于CPG的雙足機(jī)器人步態(tài)規(guī)劃算法04機(jī)器人的供電方式5.3機(jī)器人控制的