第5章 机器人的控制基础
合集下载
机器人控制基础与系统特点
机器人的控制基础和系统特点
交流伺服电机 • 结构简单，制造方便，价格低廉，而且
坚固耐用，惯量小，运行可靠，很少需 要维护，可用于恶劣环境等优点，目前 在机器人领域逐渐有代替直流伺服电机 的趋势。
机器人的控制基础和系统特点
ห้องสมุดไป่ตู้
1. 交流伺服电机的结构 交流伺服电机为两相异步电动机，一相为励
磁绕组，另一相为控制绕组，转子为鼠笼型。 交流伺服电机也必须具有宽广的调速范围、
机器人的控制基础和系统特点
三、直流伺服电机 机器人对直流伺服电机的基本要求：
•宽广的调速范围 •机械特性和调速特性均为线性 •无自转现象（控制电压降到零时，伺服电动机 能立即自行停转） •快速响应好
直流伺服电机：传统型和低惯量型两种类型。 传统型按定子磁极的种类分为两种，永磁式和 电磁式。永磁式的磁极是永久磁铁；电磁式的磁 极是电磁铁，磁极外面套着励磁绕组。
机器人的控制基础和系统特点
在电枢控制方式下，直流伺服电机的主 要静态特性是机械特性和调节特性。 1．机械特性 直流伺服电机的机械特性公式，
nC U Ta C eC R T2n0C eC R T2T
n 0 ——电机的理想空载转速；R——电枢电阻；
C e ——直流电机电动势结构常数； ——磁通；T——转矩。 C T ——转矩结构常数； 机器人的控制基础和系统特点
线性的机械特性和快速响应等性能，除此以外， 还应无“自转”现象。
当 U c =0时，电机应当停止旋转，而实际情况是，
当转子电阻较小时，两相异步电机运转起来后，
若控制电压 =0U，c 电动机便成为单项异步电机
继续运行，并不停转，出现了所谓的“自转”现 象，使自动控制系统失控。
机器人的控制基础和系统特点
交流伺服电机 • 结构简单，制造方便，价格低廉，而且
坚固耐用，惯量小，运行可靠，很少需 要维护，可用于恶劣环境等优点，目前 在机器人领域逐渐有代替直流伺服电机 的趋势。
机器人的控制基础和系统特点
ห้องสมุดไป่ตู้
1. 交流伺服电机的结构 交流伺服电机为两相异步电动机，一相为励
磁绕组，另一相为控制绕组，转子为鼠笼型。 交流伺服电机也必须具有宽广的调速范围、
机器人的控制基础和系统特点
三、直流伺服电机 机器人对直流伺服电机的基本要求：
•宽广的调速范围 •机械特性和调速特性均为线性 •无自转现象（控制电压降到零时，伺服电动机 能立即自行停转） •快速响应好
直流伺服电机：传统型和低惯量型两种类型。 传统型按定子磁极的种类分为两种，永磁式和 电磁式。永磁式的磁极是永久磁铁；电磁式的磁 极是电磁铁，磁极外面套着励磁绕组。
机器人的控制基础和系统特点
在电枢控制方式下，直流伺服电机的主 要静态特性是机械特性和调节特性。 1．机械特性 直流伺服电机的机械特性公式，
nC U Ta C eC R T2n0C eC R T2T
n 0 ——电机的理想空载转速；R——电枢电阻；
C e ——直流电机电动势结构常数； ——磁通；T——转矩。 C T ——转矩结构常数； 机器人的控制基础和系统特点
线性的机械特性和快速响应等性能，除此以外， 还应无“自转”现象。
当 U c =0时，电机应当停止旋转，而实际情况是，
当转子电阻较小时，两相异步电机运转起来后，
若控制电压 =0U，c 电动机便成为单项异步电机
继续运行，并不停转，出现了所谓的“自转”现 象，使自动控制系统失控。
机器人的控制基础和系统特点
工业机器人第五章
（2）在线示教（On －line Teaching）
在机器人工作现场操纵机器人完成全部操作运动，并记录 下位姿等参数的方法，称为～。
条件： 机器人各个关节采用闭环控制（？），具备获得位姿 值的条件（例如利用编码器可以获得关节转角值）。
手把手示教 示教装置示教
手把手示教：
操作员用手直接推动机器人经过一系列示教点。
条件：
编程工具（语言）和显示界面。
机器人控制柜（或示教盒）要含有输入界面（如键盘）和 显示界面（如显示屏）等！ 先进机器人基本采用混和示教方式！
四. 示教－再现原理（Teach－Playback)
借助于示教获得机器人的轨迹参数，然后再依靠控制系统 将运动复现出来的方法，称为示教－再现。 关键在于“示教”！再现功能的实现相对容易。 示教再现机器人：
轨迹参数； 示教再现原理； 关节控制曲线； 多轴协调； 轨迹插补； 学习基础： 电机学 古典控制理论 测试技术
§5.1 轨迹参数
从运动学的角度看，机器人控制的目的就是实现要求的运动！ 问题：如何向机器人描述希望的运动？
一.轨迹参数
轨迹： 机器人末端执行器标架在运动过程中的广义位移、 广义速度和广义加速度，称为～ 轨迹参数： 描述轨迹的参数，称为～ 主要参数 位姿－轨迹上各点位姿
使用机器人语言的目的是为了进行运动编程； 许多通用计算机语言都具备此类功能； 通用计算机语言功能更多； 现在的机器人控制器远比早期时强大。 对通用计算机编程语言进行改造，保留相关功能，剪裁无 用功能，增加新的函数，即可以快速得到一种不错的机器 人语言，例如ROBOC。
§5.2 轨迹实现
一. 控制方式 1. 点到点控制（PTP-Point To Point）
第五章
第五章 机器人的控制基础PPT课件
3. 力（力矩）控制方式 在完成装配、抓放物体等工作时，除要
准确定位之外，还要求使用适度的力或力 矩进行工作，这时就要利用力（力矩）伺 服方式。
4. 智能控制方式 详见第六章。
三、机器人控制的基本单元
机器人控制系统的基本要素包括电动机、 减速器、运动特性检测的传感器、驱动电 路、控制系统的硬件和软件。
1－电枢绕组；2－电枢铁心；3－机座；4－主磁极铁心； 5－励磁绕组；6－换向极绕组；7－换向极铁心；8－主磁极
极靴；9－机座底脚； 直流电机横剖面示意图
2．直流电机的额定值
（1）额定功率：是指轴上输出的机械功率，单 位为kW。
（2）额定电压：安全工作的最大外加电压或输 出电压，单位为V(伏)。
•快速响应好 直流伺服电机：传统型和低惯量型两种类型。
传统型按定子磁极的种类分为两种，永磁式和 电磁式。永磁式的磁极是永久磁铁；电磁式的磁 极是电磁铁，磁极外面套着励磁绕组。
低惯量分为盘形电枢直流伺服电机、 空心杯电枢永磁式直流伺服电机及无槽电 枢直流伺服电机。
1一定子；2一转子 图5－3 盘型直流电机结构
• 1一转子(导线绕6空心杯1)；2一内定子； 3一外定子；4一磁极；5一气隙；6—导 线；7一内定子中的磁路
• 图5－4 杯型直流电机结构
在电枢控制方式下，直流伺服电机的主 要静态特性是机械特性和调节特性。
1．机械特性 直流伺服电机的机械特性公式，
n
Ua
CT
R
CeCT 2
n0
RT
CeCT 2
2. 交流伺服电机的转子有三种结构型式：
（1）高电阻率导条的鼠笼转子
国内生产的SL系列的交流伺服电机就 是采用这种结构。
（2）非磁性空心杯转子
第5章机器人控制系统
5.2.3 力(力矩)控制方式
机器人行程的速度 /时间曲线
在进行装配或抓取物体等作业时，工业机器人末端操作器与环境或作业对象
的表面接触，除了要求准确定位之外，还要求使用适度的力或力矩进行工作，这时 就要采取力 (力矩)控制方式。力(力矩)控制是对位置控制的补充，这种方式的控制 原理与位置伺服控制原理也基本相同，只不过输入量和反馈量不是位置信号，而是 力 (力矩 )信号，因此，系统中有力 (力矩)传感器。
5.1.4 工业机器人控制的特点
1) 传统的自动机械是以自身的动作为重点，而工业机器人的控制系统则更 着重本体与操作对象的相互关系。
2) 工业机器人的控制与机构运动学及动力学密切相关。
3) 每个自由度一般包含一个伺服机构，多个独立的伺服系统必须有机地协
调起来，组成一个多变量的控制系统。
4) 描述工业机器人状态和运动的数学模型是一个非线性模型，随着状态的
姿态和轨迹、操作顺序及动作的时间等。 机器人控制系统有三种结构：集中控制、主从控制和分布式控制。
5.1.1 机器人控制系统的基本功能
机器人控制系统是机器人的重要组成部分，用于对操作机的控制，以 完成特定的工作任务，其基本功能如下：
（1）记忆功能 （ 2）示教功能 （ 3）与外围设备联系功能 （ 4）坐标设置功能 （ 5）人机接口 （ 6）传感器接口 （ 7）位置伺服功能
第八页，编辑于星期二：二十点 二十一分。
5.2 工业机器人控制的分类
工业机器人控制结构的选择，是由工业机器人所执行的任务决定的，对不 同类型的机器人已经发展了不同的控制综合方法。工业机器人控制的分类，
没有统一的标准。
? 按运动坐标控制的方式来分：有关节空间运动控制、直角坐标空间 运动控制
机器人行程的速度 /时间曲线
在进行装配或抓取物体等作业时，工业机器人末端操作器与环境或作业对象
的表面接触，除了要求准确定位之外，还要求使用适度的力或力矩进行工作，这时 就要采取力 (力矩)控制方式。力(力矩)控制是对位置控制的补充，这种方式的控制 原理与位置伺服控制原理也基本相同，只不过输入量和反馈量不是位置信号，而是 力 (力矩 )信号，因此，系统中有力 (力矩)传感器。
5.1.4 工业机器人控制的特点
1) 传统的自动机械是以自身的动作为重点，而工业机器人的控制系统则更 着重本体与操作对象的相互关系。
2) 工业机器人的控制与机构运动学及动力学密切相关。
3) 每个自由度一般包含一个伺服机构，多个独立的伺服系统必须有机地协
调起来，组成一个多变量的控制系统。
4) 描述工业机器人状态和运动的数学模型是一个非线性模型，随着状态的
姿态和轨迹、操作顺序及动作的时间等。 机器人控制系统有三种结构：集中控制、主从控制和分布式控制。
5.1.1 机器人控制系统的基本功能
机器人控制系统是机器人的重要组成部分，用于对操作机的控制，以 完成特定的工作任务，其基本功能如下：
（1）记忆功能 （ 2）示教功能 （ 3）与外围设备联系功能 （ 4）坐标设置功能 （ 5）人机接口 （ 6）传感器接口 （ 7）位置伺服功能
第八页，编辑于星期二：二十点 二十一分。
5.2 工业机器人控制的分类
工业机器人控制结构的选择，是由工业机器人所执行的任务决定的，对不 同类型的机器人已经发展了不同的控制综合方法。工业机器人控制的分类，
没有统一的标准。
? 按运动坐标控制的方式来分：有关节空间运动控制、直角坐标空间 运动控制
《机器人技术基础》第五章机器人控制系统
驱动放大及连接线路
中心控制器
任务和功能: 执行控制程序,通过外围电路控制执行机
构完成相关动作. 根据传感器的输入信息判断机器人工作
状态,决定机器人下一步的动作.
控制器的种类
单片机 特点:结构简单,经济 性好 应用：简单结构的 机器人控制
嵌入式工业控制模块
特点:抗干扰能力较强、 运算速较快、能适应 多种操作系统。
就是脉宽调制技术：即通过对一系列脉冲 的宽度进行调制，来等效的获得所需要的电 压值（含形状和幅值)。
5.3.1 电机的控制
直流电动机调速原理直流电动机转子和定子组成，定子可以是磁 极或励磁绕组。
其转速与加在转子电枢上的电压Ua有关， Ua↑→转速V↑；所加电压极性改变，则电动机反 转。
据此原理，通过改变电动机电枢电压接通和断 开的时间比（即占空比）来控制电动机的转速， 这种方法就称为脉冲宽度调制PWM。
确无误为止
5.4 机器人控制系统的设计 4、软件设计及操作系统的选择
• 操作系统：根据中心控制器的使用范围及 机器人的工作要求选择合适的操作系统。
机 器 人 控 制 系 统
5.1 机器人控制技术
• “控制”的目的：是使被控对象产生控制者所期 望的行为方式
• “控制”的基本条件是了解被控对象的特性 • “实质”是对驱动器输出力矩的控制
输入X
被控对象的模型
输出Y
5.1 机器人控制技术
• 机器人控制的两个问题：1）求机器人的动态模 型（动力学问题）；2）根据动态模型设计控制 规律
内部传感
5.2.1 机器人控制的构架方式
主从控制结构特点 ➢ 容易实现多闭环控制 ➢ 实时性与稳定性好 ➢ 实现较为简单 ➢ 可实现部分模块化 ➢ 扩展方便 ➢ 目前为止应用最广泛的机器人控制系统构架，常用于
《工业机器人技术基础》(第5章)
点位控制方式的主要技术指标是定位精度和运动所需的时间。
2．连续轨迹控制
（a）
（b）
（c）
图5-11 示教数据的编辑机能
（d）
连续轨迹控制不仅要求机器人以一定的精度到达目标点，而且对移动轨
迹也有一定的精度要求。
5.2.2 力控制
1．被动交互控制
在被动交互控制中，由于机器人固有的柔顺，机器人末端执行器的轨迹 被相互作用力所修正。被动交互控制不需要力〔力矩〕传感器，并且预设的 末端执行器轨迹在执行期间也不需要改变。此外，被动柔顺结构的响应远快 于利用计算机控制算法实现的主动重定位。
集中控制结构是用一台计算机实现全部控制功能，构简单、本钱低，但实时 性差，难以扩展。
图5-3 集中控制结构框图
2．主从控制结构
主从控制结构采用主、从两级处理器实现系统的全部控制功能。主计算机实现管理、 坐标变换、轨迹生成和系统自诊断等；从计算机实现所有关节的动作控制。这种控制结 构系统实时性较好，适于高精度、高速度控制，但其系统扩展性较差，维修困难。
2．运动控制功能
运动控制功能是指通过对机器人末端执行器在空间的位姿、速度、加速度等项的 控制，使机器人末端执行器按照任务要求进行动作，最终完成给定的作业任务。
运动控制功能与示教再现功能的区别
在示教再现控制中，机器人末端执行器的各项运动参数是由示教人员 教给它的，其精度取决于示教人员的熟练程度；而在运动控制中，机器 人末端执行器的各项运动参数是由机器人的控制系统经过运算得来的， 且在工作人员不能示教的情况下，通过编程指令仍然可以控制机器人完 成给定的作业任务。
5.1.3 工业机器人控制系统的组成
工业机器人控制系统主要由控制计算机、示教盒、操作面板、硬盘和软盘存储器、 数字和模拟量输入/输出接口、打印机接口、传感器接口、轴控制器、辅助设备控制 接口、通信接口、网络接口等组成，如图5-2所示。
2．连续轨迹控制
（a）
（b）
（c）
图5-11 示教数据的编辑机能
（d）
连续轨迹控制不仅要求机器人以一定的精度到达目标点，而且对移动轨
迹也有一定的精度要求。
5.2.2 力控制
1．被动交互控制
在被动交互控制中，由于机器人固有的柔顺，机器人末端执行器的轨迹 被相互作用力所修正。被动交互控制不需要力〔力矩〕传感器，并且预设的 末端执行器轨迹在执行期间也不需要改变。此外，被动柔顺结构的响应远快 于利用计算机控制算法实现的主动重定位。
集中控制结构是用一台计算机实现全部控制功能，构简单、本钱低，但实时 性差，难以扩展。
图5-3 集中控制结构框图
2．主从控制结构
主从控制结构采用主、从两级处理器实现系统的全部控制功能。主计算机实现管理、 坐标变换、轨迹生成和系统自诊断等；从计算机实现所有关节的动作控制。这种控制结 构系统实时性较好，适于高精度、高速度控制，但其系统扩展性较差，维修困难。
2．运动控制功能
运动控制功能是指通过对机器人末端执行器在空间的位姿、速度、加速度等项的 控制，使机器人末端执行器按照任务要求进行动作，最终完成给定的作业任务。
运动控制功能与示教再现功能的区别
在示教再现控制中，机器人末端执行器的各项运动参数是由示教人员 教给它的，其精度取决于示教人员的熟练程度；而在运动控制中，机器 人末端执行器的各项运动参数是由机器人的控制系统经过运算得来的， 且在工作人员不能示教的情况下，通过编程指令仍然可以控制机器人完 成给定的作业任务。
5.1.3 工业机器人控制系统的组成
工业机器人控制系统主要由控制计算机、示教盒、操作面板、硬盘和软盘存储器、 数字和模拟量输入/输出接口、打印机接口、传感器接口、轴控制器、辅助设备控制 接口、通信接口、网络接口等组成，如图5-2所示。
第5章 机器人的控制基础
表示。
u ( t ) K p ( d ( t ) ( t )) K ν
d (t ) dt
(s )
d (s )
E (s )
+
-
Kp
U(s)
-
Km Js B
1 s
(s )
Kν
位臵+速度反馈闭环系统框图
系统的传递函数为
Θ (s ) Θ d (s )
KPKm Js ( B K ν K m ) s K P K m
具有预见性，能产生超前的控制作用。可以减少超调，减少调 节时间，改善系统的动态性能。微分作用对噪声干扰有放大作 用，因此过强的加微分调节，对系统抗干扰不利。
PID控制的比例考虑的是现在的偏差值；积分考 虑的是过去的偏差值；微分考虑的是未来偏差的 变化量。并且以当前的误差为主，兼顾到了误差 的过去与将来。可见，考虑问题之周全。
u ( t ) K p ( d ( t ) ( t )) K D ( d d (t ) dt d (t ) dt
)
为了简化问题，考虑目标值 d 为定值的场合
u ( t ) K p ( d ( t ) ( t )) K D
d (t ) dt
ν
K D ：速度反馈增益，通常用 K
匹配。
机械传动系统的阻抗包括惯性阻抗（惯性质量的惯性矩，相当 于电气系统中的线圈感抗）、摩擦阻抗（直线运动和旋转运动 摩擦，相当于电气系统中的电阻）和弹性阻抗（弹簧和轴的扭 转弹性变形，相当于电气系统中的电容器）。
如果
n J1 J 2
2
即电机的惯性矩与负载的惯性矩相等，就会使执行装臵达到最 大的驱动能力。 适当选择减速器的传动比，使执行装臵的惯性矩与负载惯性矩 一致。对于其它传动机构，采用不同的惯性矩变换系数也能得 到同样的效果。
机器人技术及其应用第5章 机器人的控制基础
定点中有选择地设定或任意设定的半固定端点。
概述
很多机器人要求能准确地控制末端执行器的工作位置， 而路径却无关紧要， 即点位
式（ＰＴＰ） 控制。例如， 在印制电路板上安插元件、点焊、装配等工作， 都属于点位
式工作方式。一般来说， 这种方式比较简单， 但是要达到２ ～ ３μ ｍ 的定位精度也是 相当困难的。
非线性的多变量控制系统。由于它的特殊性， 经典控制理论和现代控制理论都不能照搬
使用。然而到目前为止， 机器人控制理论还是不完整的、不系统的。相信随着机器人事 业的发展， 机器人控制理论必将日趋成熟的移动， 移动位置的控制可以分为以定位为目标的定位控 制和以路径跟踪为目标的路径控制两种方式。 1.定位控制方式 定位控制中最简单的是靠开关控制的两端点定位控制， 而这些端点可以是完全被固 定而不能由控制装置的指令来移动的固定端点， 也可以是靠手动调节挡块等在预置的特
概述
５） 机器人的动作往往可以通过不同的方式和路径来完成， 因此存在一个“最优” 的问题。较高级的机器人可以用人工智能的方法， 用计算机建立起庞大的信息库， 借助
信息库进行控制、决策、管理和操作。根据传感器和模式识别的方法获得对象及环境的工
况， 按照给定的指标要求， 自动地选择最佳的控制规律。 总而言之， 机器人控制系统是一个与运动学和动力学原理密切相关的、有耦合的、
概述
３） 把多个独立的伺服系统有机地协调起来， 使其按照人的意志行动， 甚至赋予机
器人一定的“智能”， 这个任务只能由计算机来完成。因此， 机器人控制系统必须是一 个计算机控制系统。同时， 计算机软件担负着艰巨的任务。
４） 描述机器人状态和运动的数学模型是一个非线性模型， 随着状态的不同和外力
的变化， 其参数也在变化， 各变量之间还存在耦合。因此， 仅仅利用位置闭环是不够的， 还要利用速度闭环， 甚至加速度闭环。系统中经常使用重力补偿、前馈、解耦或自适应 控制等方法。
第五章机器人控制入门
计算机
控制对象
传感器 （视觉、触觉）
பைடு நூலகம்
5.1
开始
伸展手腕 让手接近A点
机器人的动作与控制
转动手腕 从A点向B点移动
手到达 A点了 吗 Yes
手到达 B点了 吗
No
No
Yes 手腕转动停止，除去手的抓 力，放开物体
手腕伸展停止，施力 于手，抓住物体 物体 不滑动 吗 Yes 物体从手中 放开了吗
No
No
5.1 5.1.2
机器人的动作与控制
路径(运动轨迹)控制
焊接机器人如右图所示。焊接时，从A点到B点所经过的 路径并非任意的，必须控制手的移动，使焊接沿着两块板的 接缝进行。这种移动路径控制称为CP控制(continuous Path contro1)。实现CP控制时，必须进行位置控制，并且是对目 标坐标的连续控制。但是，要指定全部路径需要存储非常大 量的目标坐标，这时如果采用传统的模拟式位置随动 系统，精度将变差，这是CP控制的不足之处。于是我 们不直接进行连续轨迹(CP)的控制，如左图所示，在A 点和B点之间设置了C，D，E，…等多个目标点，就像 踩着几块石头过一条小溪一样地按顺序进行PTP控制， 可以认为这是一种近似的CP控制。确定A，B两点之间 的C，D，E各点坐标的过程称为插补。插入途中点进行 的PTP控制称为模拟CP控制。
5.1
机器人的动作与控制
上述动作中，从传感器(检测部分)获得位置、速度、滑动等信 息，送到作为头脑的计算机(控制部分)，计算出手臂的移动速度、 作用于手臂的力，以及手的抓持力等。然后将计算结果送到驱动器 。其原理如下图所示。由图可知，机器人由检测部分、控制部分、 驱动部分以及动力源等构成。
动力源 （电气、液压） 驱动器 （臂、手）
第第五章机器人的控制基础
2）动力学(Dynamics)定义：如图4-5所示，在 τ 考虑控制时，就要考虑在机器人的动作中，关节 驱动力 τ 会产生怎样的关节位置 θ 、关节速 度 θ 、关节加速度 θ ，处理这种关系称为动 力学。 对于动力学来说，除了与连杆长度Li有关之 外，还与各连杆的质量mi,绕质心的惯性矩Ici,连 杆的质量中心与关节轴的距离Lci有关，如果4-6 所示。
5.2.4交流伺服电动机
1）直流伺服电动的缺点： a)接触式换向器不但结构复杂、制造费时、 价格昂贵，而且运行中容易产生火花，以及 换向器的机械强度不高，电刷易于磨损等， 需要经常维护检修 b)对环境的要求比较高，不适用于化工、矿 山等周围环境中有粉尘、腐蚀性气体和易爆 易燃气体的场合。
2008-6-18 24
2008-6-18
38
5.5单关节机器人的伺服系统建模与 控制
5.5.3伺服系统的动态参数
1）伺服系统的几个动态参数 a)超调量 b)转矩变化的时间响应 c)阶跃输入的转速响应时间 d)建立时间 f)频带宽度 g)堵转电流
2008-6-18 39
5.5单关节机器人的伺服系统建模与 控制
5.5.3伺服系统的动态参数
5.2.3直流伺服电动机
5）在电枢控制方式下，直流伺服电动机的主要 静态特性是： a)机械特性 b)调节特性
2008-6-18
19
机械特性
直流电动机的机械特性可用下式表达：
Ua R R n= = n0 T 2 2 CT φ CeCT φ CeCT φ (5 1)
式中，n0表示电动机的理想空载转速，R表示电 枢电阻，Ce表示直流电动机电动势结构常数，CT 表示转矩结构常数，φ 表示磁通，T表示转矩。
V ( s ) = ∫ v(t )e st dt
5.2.4交流伺服电动机
1）直流伺服电动的缺点： a)接触式换向器不但结构复杂、制造费时、 价格昂贵，而且运行中容易产生火花，以及 换向器的机械强度不高，电刷易于磨损等， 需要经常维护检修 b)对环境的要求比较高，不适用于化工、矿 山等周围环境中有粉尘、腐蚀性气体和易爆 易燃气体的场合。
2008-6-18 24
2008-6-18
38
5.5单关节机器人的伺服系统建模与 控制
5.5.3伺服系统的动态参数
1）伺服系统的几个动态参数 a)超调量 b)转矩变化的时间响应 c)阶跃输入的转速响应时间 d)建立时间 f)频带宽度 g)堵转电流
2008-6-18 39
5.5单关节机器人的伺服系统建模与 控制
5.5.3伺服系统的动态参数
5.2.3直流伺服电动机
5）在电枢控制方式下，直流伺服电动机的主要 静态特性是： a)机械特性 b)调节特性
2008-6-18
19
机械特性
直流电动机的机械特性可用下式表达：
Ua R R n= = n0 T 2 2 CT φ CeCT φ CeCT φ (5 1)
式中，n0表示电动机的理想空载转速，R表示电 枢电阻，Ce表示直流电动机电动势结构常数，CT 表示转矩结构常数，φ 表示磁通，T表示转矩。
V ( s ) = ∫ v(t )e st dt