A robotok vezérlési módszereit különféle típusokra osztják, a vezérlés mennyiségétől és a kontroll algoritmustól függően. Az alábbiakban leírja az egyes típusok általánosan használt robotvezérlő módszereket.
I. Osztályozás a vezérlő kötet szerint
A kontroll hangerő eltérő helyének megfelelően a robotvezérlés az irányításba sorolható a közös térben és a vezérlésben a derékszögű térben. A tandem többszörös robotok esetében a közös űrkontroll a robot minden egyes ízületében a változók vezérlésére szolgál, és a derékszögű űrkontroll a robot végén lévő változók vezérlésére szolgál. A különböző vezérlési mennyiségek szerint a robotvezérlés kategorizálható: pozícióvezérlés, sebességvezérlés, gyorsulásszabályozás, erőszabályozás, erőpozíció hibrid vezérlése stb. Ezek a vezérlők lehetnek közös tér-vezérlők vagy a végtelen derékszögű tér-vezérlők.
A helyzetszabályozás célja az, hogy a vezérelt robot illesztései vagy végei elérjék a kívánt helyzetet. Az alábbiakban egy példa a robot közös tér pozíciójának vezérlésére. Az a hibát, amelyet a közös helyzet és az aktuális érték és az aktuális értékkel összehasonlítással összehasonlítunk, a helyzetvezérlő bemeneteként használjuk, és a kimenetet az ízületi sebességszabályozás megadott értékeként használjuk a pozícióvezérlő működése után. A közös pozícióvezérlő gyakran használja a PID algoritmust, a Fuzzy Control algoritmust is használható.
Először kiszámítják a végszerszám vezérlőgyorsulását. Ezután az egyes ízületek megfelelő gyorsulása a végpozíció, a sebesség és a gyorsulás elvárása alapján bomlik, valamint az aktuális végpozíció, az ízület helyzete és a sebesség alapján, majd a kontroll nyomatékot a kinetikus egyenletek felhasználásával számítják ki a gyorsulásszabályozás bontására. , amelyet az egyes ízületeknél nyomatékkal kell szabályozni.
Mivel az ízületi erő/nyomaték nem könnyű közvetlenül mérni, és az ízületi motor árama jobban tükrözi az ízületi motor nyomatékát, az ízületi motor áramát gyakran használják az ízületi erő aktuális mért értékének jelzésére/ nyomaték. Az erővezérlő vezérli az ízületi motort, hogy a kívánt erő/nyomatékjellemzőket mutatja az erő/nyomaték kívánt értéke és a mért érték közötti eltérés alapján.
Két részből áll: pozícióvezérlés és erőszabályozás. A pozícióvezérlés egy PI -vezérlés, amelyet a robot végének derékszögű űrhelyzeteként adnak, és a végső derékszögű térbeli visszacsatolást a kinematikus számítás után a közös tér helyzetéből kapják. Az ábrán T a robot kinematikus modellje, J a robot Jacobi mátrixa. A végpozíció és az aktuális érték közötti különbséget a Jacobi mátrix inverz mátrixának felhasználásával konvertálják az ízületi térben, amelyet a Jacobi mátrix inverz mátrixával használnak, amelyet a PI művelet után a közös helyzet -növekedés részeként használnak.
Az erőszabályozást szintén PI -szabályozású, és a robot végén a derékszögű űr erő/nyomatékként adják, az erő/nyomaték -érzékelő méréseiből kapott visszajelzéssel. A megadott érték és a végső erő/pillanat aktuális értéke közötti különbséget a Jacobi mátrix átültetési mátrixának segítségével erőre/pillanatra alakítják át. A közös térben lévő erőt/pillanatot a PI működése utáni közös helyzet növekedésének egy másik részeként használják. A pozícióvezérlő rész és az erővezérlő rész kimeneteit összeadjuk a robot illesztéseinek helyzetének növekedésének kívánt értékeként. A robot a növekményes kontrollot használja az egyes ízületek helyzetének ellenőrzésére. A 1-5 ábrán látható erőpozíció-hibrid vezérlő csak egy egyszerű séma az erő-helyzet hibrid vezérlőben, amely az RC (Raibert-Craig) erőpozíció hibrid vezérlésének egyszerűsített formája, és néhány szükséges korrekciót, és néhány szükséges korrekciót. a gyakorlati alkalmazásokban meghatározott környezetekhez kell készíteni.
II, Osztályozás a vezérlő algoritmus szerint
A vezérlő algoritmusok szerint a robotok vezérlési módszereit a PID -vezérlés, a változó szerkezetű vezérlés, az adaptív vezérlés, a fuzzy vezérlés, az ideghálózat -vezérlés és más módszerek kategóriába lehet besorolni. Egyes irodalom a meglévő vezérlési algoritmusokat a logikai küszöbvezérlésbe, a PID -vezérlésbe, a csúszó üzemmód változó szerkezetének vezérlésére, az ideghálózat -vezérlésre és a fuzzy vezérlésre is osztályozza. Ezeket a vezérlési módszereket nem izolálják, és gyakran együtt használják a vezérlőrendszerben.
1, PID vezérlés
A mérnöki gyakorlatban az arányos, integrált, differenciálművek számára a legszélesebb körben alkalmazott szabályozó ellenőrzési törvény, amelyet PID -kontrollnak neveznek, más néven PID -szabályozás. , Könnyen beállítható, és az ipari irányítás egyik fő technológiájává vált. Ha a vezérelt objektum szerkezetét és paramétereit nem lehet teljesen elsajátítani, vagy nem fér hozzá a pontos matematikai modellekhez, akkor az egyéb technológiák vezérlési elméletét nehéz használni, a rendszervezérlő szerkezetének és paramétereinek a tapasztalatokra és a terepi hibakeresésre kell támaszkodniuk A legkényelmesebb a PID kontroll technológia alkalmazásának meghatározása.
Vagyis amikor nem értjük teljesen a rendszert és a szabályozott objektumot, vagy nem lehet hatékony mérési eszköz a rendszerparaméterek előállításához, a legmegfelelőbb a PID -kontroll technológiához. A Control.PID vezérlő a rendszer hibáján, az arányos, integrált, differenciális kiszámításon alapul a vezérlővezérlés mennyiségének számításán.
2, változó szerkezetű vezérlés
A változó szerkezet -ellenőrzés az 1950 -es években a Szovjetunió által kidolgozott ellenőrzési rendszer. Az úgynevezett változószerkezet-vezérlés azt jelenti, hogy a vezérlőrendszernek több vezérlője van, és bizonyos szabályok szerint különböző helyzetekben használják a különböző vezérlőket. A változó szerkezet -ellenőrzés használatának számos olyan előnye van, amely nem található meg más kontrollokban, és felismerheti a nemlineáris rendszerek egy bizonytalan paraméterekkel rendelkező osztályának irányítását.
3, adaptív vezérlés
Az úgynevezett adaptív vezérlés, a rendszer bemeneteire vagy zavaraira utal, amelyek széles körű változásokat jelentenek, a tervezett rendszer adaptív módon módosíthatja a rendszerparamétereket vagy a vezérlési stratégiát, hogy a kimenet továbbra is megfeleljen a tervezési követelményeknek, az alapvető struktúrá A 2-1 ábrán. Az adaptív kontroll "bizonytalansággal" foglalkozó rendszerekkel foglalkozik, és arra törekszik, hogy csökkentse ezt a bizonytalanságot a véletlenszerű változók állapotának megfigyelésével és a rendszermodell felismerésével. Ennek eredményeként gyakran bizonyos kontroll célok elérése, azaz az "optimális vezérlés" helyettesíti a "hatékony kontroll".
Az adaptív vezérlőrendszereket modellre hivatkozott adaptív vezérlőrendszerekbe, önjavító vezérlőrendszerekbe, önoptimalizáló vezérlőrendszerekbe, változó struktúra-vezérlőrendszerekbe és intelligens adaptív vezérlőrendszerekbe sorolhatjuk el alapelveik szerint. Az ilyen típusú adaptív vezérlőrendszerek közül a modellre hivatkozott adaptív vezérlőrendszerek és az önjavító vezérlőrendszerek érettebbek és általánosan használnak.
4, fuzzy kontroll
A fuzzy vezérlés során a bemenetek homályossá válnak, hogy homályos változókká váljanak, vannak olyan homályos változók, amelyeket a fuzzy szabályok indokoltak a homályos kimenetek elérésére, és a defuzzifikáció után, hogy egyértelmű kimeneteket kapjanak a vezérléshez. A fuzzy kontroll volt az első
A Kaliforniai Egyetemen 1965 -ben Zadeh, 1974 -ben javasolta, az Egyesült Királyság Eh Mamdani sikeresen alkalmazta a kazán- és gőzmotorok ellenőrzésére. Ezt követően a fuzzy kontroll gyorsan fejlődött az ellenőrzés területén, és számos sikeres alkalmazást szerzett.
5., Neuronhálózat -vezérlés
A neurális hálózati vezérlés az egyik határfegyelem az 1980 -as évek végén kifejlesztett automatikus vezérlés területén. Ez az intelligens vezérlés új ága, amely új módszert nyit meg a komplex nemlineáris, bizonytalan és bizonytalan rendszerek kontrollproblémáinak megoldására. A neurális hálózati vezérlés a (mesterséges) neurális hálózati elmélet és az irányítási elmélet kombinációjának eredménye, és fejlődő tudományág. Összeállítja az elméleteket, technikákat, módszereket és kutatási eredményeket a tudományágakból, beleértve a matematikát, a biológiát, a neurofiziológiát, az agytudományt, a genetikát, a mesterséges intelligenciát, a számítástechnikát, az automatikus kontrollot stb. Alapszerkezetét a 2-2 ábra mutatja.
A vezérlés területén a tanulási képességgel rendelkező vezérlőrendszert tanulási vezérlőrendszernek nevezzük, amely az intelligens vezérlőrendszerhez tartozik. A neurális ellenőrzés a tanulási képességgel és a tanulásvezérléshez tartozik, amely az intelligens irányítás ága. A neurális kontroll fejleménye eddig, bár csak tíz éves történelem, számos kontrollszerkezet létezett. Mint például a neurális prediktív kontroll, a neurális inverz rendszervezérlés és így tovább.