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技術(shù)支持

了解機器人控制的基本方法

來(lái)源:??????2017/12/26 17:17:17??????點(diǎn)擊:

機器人的控制方法,根據控制算法的不同可分為以下幾種類(lèi)型。
按照控制算法的不同,機器人的控制方法可以分為PID控制、變結構控制、自適應控制、模糊控制、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò )控制等方法。也有的文獻將現有的控制算法分為邏輯門(mén)限控制、PID控制、滑模變結構控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )控制和模糊控制等。這些控制方法并非孤立的,在一個(gè)控制系統之中常常結合在一起使用。 
 

1、PID控制 
 

在工程實(shí)際中,應用最為廣泛的調節器控制規律為比例、積分、微分控制,簡(jiǎn)稱(chēng)PID控制,又稱(chēng)PID調節。PID控制器問(wèn)世至今已有近70年歷史,它以其結構簡(jiǎn)單、穩定性好、工作可靠、調整方便而成為工業(yè)控制的主要技術(shù)之一。當被控對象的結構和參數不能完全掌握,或得不到精確的數學(xué)模型時(shí),控制理論的其它技術(shù)難以采用時(shí),系統控制器的結構和參數必須依靠經(jīng)驗和現場(chǎng)調試來(lái)確定,這時(shí)應用PID控制技術(shù)最為方便。
 

即當我們不完全了解一個(gè)系統和被控對象,或不能通過(guò)有效的測量手段來(lái)獲得系統參數時(shí),最適合用PID控制技術(shù)。PID控制,實(shí)際中也有PI和PD控制。PID控制器就是根據系統的誤差,利用比例、積分、微分計算出控制量進(jìn)行控制的。  
 

2、變結構控制 
 

變結構控制是20世紀50年代從蘇聯(lián)發(fā)展起來(lái)的一種控制方案。所謂變結構控制,是指控制系統中具有多個(gè)控制器,根據一定的規則在不同的情況下采用不同的控制器。采用變結構控制具有許多其他控制所沒(méi)有的優(yōu)點(diǎn),可以實(shí)現對一類(lèi)具有不確定參數的非線(xiàn)性系統的控制。 
 

3、自適應控制 
 

所謂自適應控制,是指系統的輸入或干擾發(fā)生大范圍的變化時(shí),所設計的系統能夠自適應調節系統參數或控制策略,使輸出仍能達到設計的要求。自適應控制所處理的是具有“不確定性”的系統,通過(guò)對隨機變量狀態(tài)的觀(guān)測和系統模型的辨識,設法降低這種不確定性??刂平Y果常常是達到一定的控制指標,即“最優(yōu)的控制”被“有效的控制”所取代。 
 

自適應控制系統按其原理的不同,可分為模型參考自適應控制系統、自校正控制系統、自尋優(yōu)控制系統、變結構控制系統和智能自適應控制系統等。在這些類(lèi)型的自適應控制系統中,模型參考自適應控制系統和自校正控制系統較成熟,也較常用。 
 

4、模糊控制 
 

在模糊控制中,輸入量經(jīng)過(guò)模糊量化成為模糊變量,有模糊變量經(jīng)過(guò)模糊規則的推理獲得模糊輸出,經(jīng)過(guò)解模糊得到清晰的輸出量用于控制。模糊控制最早
在1965年由美國加利福尼亞大學(xué)的Zadeh教授提出,1974年英國的E.H.Mamdani成功地將模糊控制應用于鍋爐和蒸汽機控制。隨后,模糊控制在控制領(lǐng)域得到了快速發(fā)展,并獲得大量成功的應用。  
 

5、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò )控制 
 

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )控制是20世紀80年代末期發(fā)展起來(lái)的自動(dòng)控制領(lǐng)域的前沿學(xué)科之一。它是智能控制的一個(gè)新的分支,為解決復雜的非線(xiàn)性、不確定、不確知系統的控制問(wèn)題開(kāi)辟了新途徑。 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )控制是(人工)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )理論與控制理論相結合的產(chǎn)物,是發(fā)展中的學(xué)科。它匯集了包括數學(xué)、生物學(xué)、神經(jīng)生理學(xué)、腦科學(xué)、遺傳學(xué)、人工智能、計算機科學(xué)、自動(dòng)控制等學(xué)科的理論、技術(shù)、方法及研究成果。
 

在控制領(lǐng)域,將具有學(xué)習能力的控制系統稱(chēng)為學(xué)習控制系統,屬于智能控制系統。神經(jīng)控制是有學(xué)習能力的,屬于學(xué)習控制,是智能控制的一個(gè)分支。 神經(jīng)控制發(fā)展至今,雖僅有十余年的歷史,已有了多種控制結構。如神經(jīng)預測控制、神經(jīng)逆系統控制等。

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