机器人运动控制系统

单关节开环传函
单关节位置控制
多关节控制
基于直角坐标的控制
• 轨迹转换 • 逆雅可比和转置雅可比 • 直角坐标解耦控制
轨迹转换
逆雅可比和转置雅可比
直角坐标解耦控制
基于直角坐标控制的实现方案
操作臂的力控制
• 位置／力混合控制 • 主动顺应控制
位置／力混合控制
主动顺应控制
注意
• 应注意机器人控制与运动学、动力学、轨 迹规划的联系。 • 各种控制算法的结构。
(t ) J e m f e m ; (t ) k a ia (t );
eb (t ) k b m



U a ( s) U b (s) I ( s) Ra sLa T ( s) s 2 J e m ( s) sf e ( s) T ( s) ka I a ( s) U b ( s) sk b m ( s)
六、远程控制系统
机器人的计算机控制系统（１）
机器人的计算机控制系统（２）
单关节位置控制伺服系统
单关节位置控制传递函数
直流电机电枢绕组等效电路
机械传动等效惯量
四个方程
• • • • 电压平衡方程 力矩平衡方程 力矩方程 反电动势方程
dia u a (t ) Ra ia (t ) La eb (t ); dt
机器人控制系统的类型与结构
• 一、PC机内插板，即：运动控制板（卡）+伺服电机（或 步进电机）驱动器+伺服电机（或步进电机）；SCARA • 二、PLC 运动控制模块（或数控模块）+伺服电机（或步 进电机）驱动器+伺服电机（或步进电机）；双轴运动平 台、五楼的码垛机器人 • 三、独立控制器，PC机只起一个编程、仿真、示教的作 用;RV-M1 • 四、嵌入式控制器；五楼的串连机器人和并联机器人 • 五、现场总线（如CAN总线）运动控制器 • 六、远程控制系统
机器人控制系统
• • • • • • • 机器人控制系统的作用 机器人控制系统的类型与结构 机器人的计算机控制系统 单关节位置控制伺服系统 多关节控制 基于直角坐标的控制 操作臂的力控制
机器人控制系统的作用
• 运动学、动力学、轨迹规划的结果要靠控 制系统来实现 • 内外信息的检测、关节的驱动与控制 • 机器人的任务与作业
一、PC机内插板
• PC机内插板式控制系统优缺点
– 可以充分利用PC机资源。
二、PLC 运动控制模块
• PLC +运动控制模块式控制系统的优点： • 可以充分利用PLC资源：开关控制、模拟控 制、脉冲控制（伺服控制）
Βιβλιοθήκη Baidu三、独立控制器
四、嵌入式控制器
五、现场总线（如CAN总线）运动 控制器