å°(duì)焊接ã€æ¬é‹(yùn)ã€å™´æ¼†ç‰äº‹æƒ…,機(jÄ«)器人的末尾執(zhÃ)行器æ£åœ¨é‹(yùn)å‹•(dòng)進(jìn)程ä¸æ²’(méi)有與外界物體相打仗,機(jÄ«)器人åªéœ€åœ°ä½ç¯€(jié)åˆ¶å°±å¤ äº†ï¼Œè€Œé—œ(guÄn)于切削ã€ç£¨å…‰ã€æ‹†å¸åŠŸèª²ï¼Œåƒ…有地ä½ç¯€(jié)制難以完æˆäº‹æƒ…使命,借必需節(jié)制機(jÄ«)器人與æ“縱工具間的作用力以é©æ‡‰(yÄ«ng)打仗約æŸã€‚æ©Ÿ(jÄ«)器人采å–力節(jié)制å¯ä»¥ç¯€(jié)制機(jÄ«)器人æ£åœ¨å˜åœ¨ä¸ç¢ºå®šæ€§çš„ç´„æŸæƒ…æ³ä¸‹å¯¦(shÃ)ç¾(xià n)與該情æ³ç›¸é©æ‡‰(yÄ«ng)çš„é‹(yùn)å‹•(dòng),從而å¯ä»¥é †æ‡‰(yÄ«ng)æ›´é¾å¤§çš„æ“縱使命。
å°(duì)一些é¾å¤§çš„功課,如事情情æ³æ²’(méi)有肯定或變更的拆å¸è·Ÿé«˜ç²¾åº¦çš„拆å¸ï¼Œå°(duì)公役的è¦æ±‚以至跨越機(jÄ«)器人本身所能到é”(dá)的精度,這時(shÃ)候如ä»è©¦åœ–經(jÄ«ng)ç”±éŽ(guò)程地ä½ç¯€(jié)制去進(jìn)æ¥ç²¾åº¦ä¸åªåƒ¹(jià )å€¼é«˜è²´ï¼Œå¹¶ä¸”èƒ½å¤ æ˜¯å¾’å‹žç„¡(wú)益的。而采å–了力節(jié)制åŽï¼Œå¯ä»¥å¤§å¤§æ高機(jÄ«)器人的無(wú)效功課精度。
æ¤åˆ»çš„æ©Ÿ(jÄ«)器人絕大多數(shù)基于地ä½ç¯€(jié)制的,比如說(shuÅ)å †æ£§é‡Œçš„æ¬é‹(yùn)æ©Ÿ(jÄ«)器人,從劃定的地ä½å‹•(dòng)身,é”(dá)到指定地ä½ï¼Œè£è²¨ï¼ŒæŒ‰è¨ˆ(jì)劃的門(mén)路挪動(dòng),å¸è²¨?;诘匚还?jié)制的機(jÄ«)器人能節(jié)制地ä½ã€é€ŸçŽ‡ã€åŠ 速度,以是æ£åœ¨å·¥æ¥(yè)ç¾(xià n)å ´(chÇŽng)罕見(jià n)的使用是æ¬é‹(yùn)ã€ç„ŠæŽ¥ã€å™´æ¼†ã€‚
å¯æ˜¯åªè¦æ±‚å°(duì)地ä½ç¯€(jié)制是é (yuÇŽn)é (yuÇŽn)ä¸å¤ 的,愈來(lái)æ„ˆå¤šçš„å ´(chÇŽng)所è¦æ±‚æ©Ÿ(jÄ«)器人還è¦ç„¡(wú)效天控制力的輸出,比如說(shuÅ)打磨ã€æ‹‹å…‰ã€æ‹†å¸é€™äº›äº‹æƒ…ã€‚æ³¢å£«é “èƒ½æºå…¬å¸åœ¨åŠ›æŽ§ä¸Šåšå¾—比力å‹åˆ©ï¼Œå®ƒçš„æ©Ÿ(jÄ«)器人能跑能跳以至能æ£åœ¨é›ªåœ°é‡Œè¡Œèµ°??梢缘缹?lái)節(jié)制范疇,必需引入力控,雜地ä½ç¯€(jié)制是ä¸å‰ç¨‹çš„。
å¿«éžåˆ†æ€æ©Ÿ(jÄ«)å™¨äººçš„è¦–é »æ·ºé¡¯æ˜Žç™½å…ˆçœ‹å…ˆè¼©çµ¦çš„ç•Œèªª(shuÅ),“阻抗節(jié)制沒(méi)有間接節(jié)制機(jÄ«)器臂末尾與情æ³æŽ¥è§¸åŠ›ï¼Œç¶“(jÄ«ng)ç”±éŽ(guò)程剖æžâ€˜æ©Ÿ(jÄ«)器臂末尾與情æ³ä¹‹é–“çš„éœæ…‹(tà i)é—œ(guÄn)è¯(lián)‘,將力節(jié)制跟地ä½ç¯€(jié)制綜åˆèµ·ä¾†(lái)æ€é‡ï¼Œç”¨ä¸ç•°çš„戰(zhà n)略實(shÃ)ç¾(xià n)力節(jié)制跟地ä½ç¯€(jié)制?ï¼?/p>分æ€æ©Ÿ(jÄ«)器人çµ(jié)構(gòu)è¨(shè)計(jì)分æ€æ©Ÿ(jÄ«)器人有智能系統(tÇ’ng)å—Ž
之å‰æ£åœ¨å¸(xué)阻抗節(jié)制的時(shÃ)間便念,既然è¦ç¯€(jié)制機(jÄ«)器臂末尾實(shÃ)ç¾(xià n)地ä½ç¯€(jié)制和力節(jié)制,為何沒(méi)有間接用兩個(gè)PID離別節(jié)制地ä½å’ŒåŠ›å‘¢ï¼Ÿä¸€å€‹(gè)緣故原由是實(shÃ)時(shÃ)性出門(mén)徑失掉ä¿éšœï¼Œä¸æ€Žä¹ˆæ›‰å¾—甚么時(shÃ)é–“å°(duì)力節(jié)制甚么時(shÃ)é–“å°(duì)地ä½åœæ¢ç¯€(jié)制。å¦ä¸€å€‹(gè)緣故原由是機(jÄ«)器臂是åŒä¸€å€‹(gè)并且是ç¨(dú)一的節(jié)制單ä½ï¼Œæ˜¯æ²’(méi)有å¯ä»¥æŠŠå®ƒåˆ†è£‚離開(kÄi)來(lái)看的。便比如機(jÄ«)器臂的最終目標(biÄo)是åšåˆ°è·Ÿäººçš„腳一樣,能åŒæ™‚(shÃ)æ„Ÿå—力ã€æº«åº¦ã€æ¿•åº¦ã€åœ°ä½ç‰ç‰ï¼Œä¸å…‹ä¸åŠæŠŠå®ƒæ‹†åˆ†åˆ°æ¯ä¸€å€‹(gè)手指,好比食指就是用來(lái)æ„Ÿå—力輸出力的,其他手指沒(méi)有介入。以是阻抗節(jié)制的目標(biÄo)是構(gòu)建一個(gè)體系使得執(zhÃ)行器能åŒæ™‚(shÃ)控制力/地ä½ã€‚
阻尼-彈簧-質(zhì)é‡é«”ç³»æ出這個(gè)阻抗節(jié)制方å¼çš„Hogan本æ„就是念計(jì)劃一種義肢資助殘疾人,他以為其時(shÃ)çš„æ©Ÿ(jÄ«)器臂皆太â€ç¡¬â€äº†ï¼Œä¸æ•·æŸ”軟,好的機(jÄ«)器臂該當(dÄng)是那種念彈簧一樣的布局,å¯ä»¥æ„Ÿè§¸æ„ŸæŸ“外界的力。阻抗節(jié)制便樹(shù)ç«‹æ£åœ¨é€™å€‹(gè)阻尼-彈簧-質(zhì)é‡æ¨¡åçš„æ ¹åº•ä¸Šã€‚
阻抗節(jié)制的實(shÃ)ç¾(xià n)方法該當(dÄng)是多種多樣的,請(qÇng)å¯å¦æ¦‚述一下也許有幾種方法和主æµçš„æ–¹å¼ï¼Ÿ-邵天è˜çš„回覆-知乎
這篇回覆舉了一個(gè)æ©Ÿ(jÄ«)器人關(guÄn)é–€(mén)的例å,å分淺顯天注釋了這個(gè)模åæ¯ä¸€å€‹(gè)部門(mén)的物ç†æ„æ€ã€‚我æ£åœ¨é€™é‡Œç°¡(jiÇŽn)略的æ寫(xiÄ›)一下,若是是åªèƒ½åšåœ°ä½ç¯€(jié)制的機(jÄ«)器臂,æ¤åˆ»çµ¦å®ƒä¸€å€‹(gè)é—œ(guÄn)é–€(mén)的使命,若是地ä½ç¯€(jié)制有必然的誤差,那么這個(gè)é–€(mén)èƒ½å¤ æœƒ(huì)被拽壞。以是æ£åœ¨æ©Ÿ(jÄ«)å™¨è‡‚çš„æœ«å°¾åŠ ä¸Šä¸€å€‹(gè)彈簧,彈簧的機(jÄ«)能å分有講求,好比有些門(mén)比力é‡ï¼Œæœ‰äº›é–€(mén)比力沉,è¦ä½¿æ©Ÿ(jÄ«)器臂皆能實(shÃ)ç¾(xià n)一切門(mén)çš„é—œ(guÄn)é–€(mén)舉措,那么彈簧的“剛度â€è¦æ£å¥½é©åˆï¼Œå¹¶ä¸”為了ä¿æŒç©©(wÄ›n)定,æ£åœ¨é—œ(guÄn)é–€(mén)的時(shÃ)間彈簧ä¸å…‹ä¸åŠé«˜ä½ŽæŒ¯å‹•(dòng)。而最有彈性并且ä¸æœƒ(huì)震蕩的體系就是阻尼-彈簧-質(zhì)é‡é«”系。
阻尼-彈簧-質(zhì)é‡é«”ç³»å¯ä»¥ä»£è¡¨é«”系的慣性跟剛度特性,阻尼-彈簧-質(zhì)é‡æ¨¡å的數(shù)å¸(xué)抒發(fÄ)以下:
Mdã€Bdã€Kd離別代表方é‡é˜»æŠ—模å的慣性矩陣ã€é˜»å°¼çŸ©é™£è·Ÿå‰›åº¦çŸ©é™£ã€‚X代表地ä½å‘é‡ï¼ŒXr代表期冀地ä½ï¼ŒF(xià n)c代表機(jÄ«)器臂末尾與情æ³çš„接觸力。
第一個(gè)å…¬å¼åªæ€é‡äº†åœ°ä½å‘ˆç¾(xià n)誤差的環(huán)境,第二個(gè)å…¬å¼æ€é‡äº†åœ°ä½è·Ÿé€ŸçŽ‡çš„誤差環(huán)境,第三個(gè)å…¬å¼æ€é‡äº†åœ°ä½ã€é€ŸçŽ‡ã€åŠ 速度誤差。
這里的數(shù)å¸(xué)表é”(dá)å¼è·Ÿä¸‹é¢è²¼å‡ºä¾†(lái)的知乎ä¸çš„謎底沒(méi)有一樣,知乎里從胡å¯å®šç†åŽ»æ³¨é‡‹æ¨¡å,F(xià n)åŽé¢ä¸ç¬¦è™Ÿ(hà o)。而下é¢é‚£ç¨®æ•¸(shù)å¸(xué)抒發(fÄ),我的明白是,是é‡å°(duì)æ©Ÿ(jÄ«)器臂末尾力的守æ’角度列出的方程。關(guÄn)于機(jÄ«)器人末尾,體系用é‹(yùn)å‹•(dòng)è³ å„Ÿæƒ…æ³æŽ¥è§¸åŠ›ï¼Œå¯ä»¥çœ‹æˆæ©Ÿ(jÄ«)器臂å°(duì)外界情æ³çš„和婉。
基于地ä½çš„阻抗節(jié)制機(jÄ«)器臂跟情æ³ç›¸æ‰“仗時(shÃ),用阻抗去æ寫(xiÄ›)æ©Ÿ(jÄ«)器臂的特點(diÇŽn),經(jÄ«ng)ç”±éŽ(guò)程調(dià o)節(jié)阻抗控制器的三個(gè)åƒæ•¸(shù)去調(dià o)節(jié)æ©Ÿ(jÄ«)器臂末尾跟情æ³ä¹‹é–“接觸力/地ä½çš„é—œ(guÄn)è¯(lián)。[2ï¼½
圖ä¸E默示機(jÄ«)器臂末尾實(shÃ)際軌跡與期冀軌跡之差,Z默示ç‰æ•ˆçš„阻抗模å,F(xià n)默示機(jÄ«)器臂末尾與情æ³çš„接觸力。
下é¢æ到的阻抗節(jié)制數(shù)å¸(xué)模型的三個(gè)å…¬å¼ä¸æ€é‡åŠ›çš„跟蹤,上é¢å¼•å…¥?yún)⒖剂r,界說(shuÅ)å差力Fe=Fr-Fc失掉以下公å¼ï¼š
界說(shuÅ)Xf=X-Xr,經(jÄ«ng)ç”±éŽ(guò)程上述公å¼å¯ä»¥å°‡æ©Ÿ(jÄ«)器臂末尾與情æ³ä¹‹é–“的接觸力轉(zhuÇŽn)化æˆåœ°ä½æ—Œæ——燈號(hà o),將這個(gè)地ä½çš„批改旌旗燈號(hà o)è·Ÿç‰å€™çš„地ä½æ—Œæ——燈號(hà o)ç–ŠåŠ ï¼Œç„¶åŽå°(duì)地ä½æ—Œæ——燈號(hà o)用PID節(jié)制,便能實(shÃ)ç¾(xià n)å°(duì)接觸力/地ä½çš„åŒæ™‚(shÃ)節(jié)制。若是把PID地ä½ç¯€(jié)制放在內(nèi)ç’°(huán),把應(yÄ«ng)用阻抗模åå°(duì)力轉(zhuÇŽn)化為批改地ä½çš„進(jìn)程放在外環(huán),那這類(lèi)布局就是基于地ä½çš„阻抗節(jié)制。下圖是基于Deltaæ©Ÿ(jÄ«)器人的阻抗節(jié)制剖æžåœ–
æ©Ÿ(jÄ«)器臂跟情æ³ä¹‹é–“å˜åœ¨åŠ›äº¤äº’,傳感器收羅到力旌旗燈號(hà o)åŽï¼Œæ‡‰(yÄ«ng)用阻抗模å將它轉(zhuÇŽn)化為地ä½æ‰¹æ”¹é‡ï¼Œè·Ÿç‰å€™çš„地ä½è¯(lián)åˆä¹‹åŽå¤±æŽ‰å¯¦(shÃ)éš›é ˆè¦ç¯€(jié)制的地ä½æ—Œæ——燈號(hà o),é‹(yùn)å‹•(dòng)å¸(xué)å解就是將笛å¡çˆ¾å標(biÄo)ç³»ä¸çš„三ç¶åœ°ä½è½‰(zhuÇŽn)化為詳細(xì)æ¯ä¸€å€‹(gè)樞ç´æ©Ÿ(jÄ«)電的角度,å†ç¶“(jÄ«ng)ç”±éŽ(guò)程地ä½æŽ§åˆ¶å™¨å¯¦(shÃ)ç¾(xià n)地ä½ç¯€(jié)制。
模å仿真仿真時(shÃ)罕見(jià n)的調(dià o)試手腕有以下幾種:
智能果蔬分æ€æ©Ÿ(jÄ«)器人系統(tÇ’ng)è¨(shè)計(jì)當(dÄng)體系的ç‰å€™åŠ›/ç‰å€™åœ°ä½è¼¸å…¥éšŽèºç›¸æ‡‰(yÄ«ng)/æ–œå¡ç›¸æ‡‰(yÄ«ng)/æ£å¼¦æ³¢ç›¸æ‡‰(yÄ«ng)時(shÃ),通éŽ(guò)觀察實(shÃ)際力/地ä½çš„跟蹤環(huán)境,相è˜(shÃ)阻抗控制器的åŽæžœã€‚
俄然轉(zhuÇŽn)變機(jÄ«)器臂與情æ³ä¹‹é–“的打仗è·é›¢ï¼Œå¯ä»¥é€šéŽ(guò)觀察地ä½çš„跟蹤環(huán)境去斷定阻抗控制器åƒæ•¸(shù)的優(yÅu)劣。
經(jÄ«ng)ç”±éŽ(guò)程轉(zhuÇŽn)變?nèi)齻€(gè)åƒæ•¸(shù)的巨細(xì),去模擬情æ³çš„變更,(好比轉(zhuÇŽn)變系數(shù)Kd,模擬情æ³å‰›åº¦çš„變更),å†è§€å¯ŸåŠ›/地ä½çš„跟蹤環(huán)境。
這些測(cè)試讓我想起了æ¦ä¿ å°èªª(shuÅ)å…§(nèi)里兩個(gè)å¸(xué)æ¦çš„人æ£åœ¨å°(duì)掌的畫(huà )é¢hhh
永城分æ€æ©Ÿ(jÄ«)器人å•(wèn)題良多論文皆æ到,æ£åœ¨é˜»æŠ—節(jié)制模åä¸ï¼ŒMdã€Bdã€Kd皆為å°(duì)角矩陣,也就是說(shuÅ)æ£åœ¨ç©ºé–“ä¸ä¸‰ç¶æ¨™(biÄo)的目的沒(méi)有å˜åœ¨è€¦åˆé—œ(guÄn)è¯(lián)。這是為了簡(jiÇŽn)化å•(wèn)é¡Œä»æ˜¯å¯¦(shÃ)質(zhì)上模å的一種計(jì)劃呢?
è‡³äºŽåŠ é€Ÿåº¦ã€é€ŸçŽ‡ã€åœ°ä½ä¹‹é–“若是å˜åœ¨è€¦åˆæ˜¯ä¸€ç¨®ç”šä¹ˆç‰©ç†æƒ…æ³ï¼Ÿæˆ‘想象沒(méi)有出來(lái)
物æµåˆ†æ€æ©Ÿ(jÄ«)器人怎么æ“作北京分æ€æ©Ÿ(jÄ«)器人å“牌快éžåˆ†æ€æ©Ÿ(jÄ«)器人的優(yÅu)缺點(diÇŽn)