機(jī)械手的控制模板課件

機(jī)械手的控制

ControlofRoboticManipulator3.1機(jī)械人系統(tǒng)的構(gòu)成3.2傳遞函數(shù)和方框圖3.3PID控制3.4機(jī)械手的位置控制3.5機(jī)械手的力控制3.6其他控制方式簡(jiǎn)介謝謝觀賞12019-6-24機(jī)械手的控制

ControlofRoboticManiRobotics控制3.1機(jī)械人系統(tǒng)的組成3.1.1機(jī)械人系統(tǒng)示意機(jī)器人的功能：①動(dòng)作和運(yùn)動(dòng)的控制②末端操作器/手爪的軌跡和力的再現(xiàn)③運(yùn)動(dòng)狀態(tài)顯示、參數(shù)設(shè)定功能謝謝觀賞22019-6-24Robotics控制3.1機(jī)械人系統(tǒng)的組成謝謝觀賞2201Robotics控制3.1機(jī)械人系統(tǒng)的組成3.1.2機(jī)械人框圖謝謝觀賞32019-6-24Robotics控制3.1機(jī)械人系統(tǒng)的組成謝謝觀賞3201Robotics控制3.2傳遞函數(shù)和方框圖3.2.1傳遞函數(shù)謝謝觀賞42019-6-24Robotics控制3.2傳遞函數(shù)和方框圖謝謝觀賞4201Robotics控制3.2傳遞函數(shù)和方框圖3.2.1傳遞函數(shù)謝謝觀賞52019-6-24Robotics控制3.2傳遞函數(shù)和方框圖謝謝觀賞5201Robotics控制3.2傳遞函數(shù)和方框圖3.2.1傳遞函數(shù)謝謝觀賞62019-6-24Robotics控制3.2傳遞函數(shù)和方框圖謝謝觀賞6201Robotics控制3.2傳遞函數(shù)和方框圖3.2.1傳遞函數(shù)L=0謝謝觀賞72019-6-24Robotics控制3.2傳遞函數(shù)和方框圖L=0謝謝觀賞Robotics控制3.2傳遞函數(shù)和方框圖3.2.1傳遞函數(shù)謝謝觀賞82019-6-24Robotics控制3.2傳遞函數(shù)和方框圖謝謝觀賞8201Robotics控制3.2傳遞函數(shù)和方框圖3.2.2方框圖謝謝觀賞92019-6-24Robotics控制3.2傳遞函數(shù)和方框圖謝謝觀賞9201Robotics控制3.2傳遞函數(shù)和方框圖3.2.2方框圖謝謝觀賞102019-6-24Robotics控制3.2傳遞函數(shù)和方框圖謝謝觀賞1020Robotics控制3.2傳遞函數(shù)和方框圖3.2.2方框圖謝謝觀賞112019-6-24Robotics控制3.2傳遞函數(shù)和方框圖謝謝觀賞1120Robotics控制3.2傳遞函數(shù)和方框圖3.2.2方框圖謝謝觀賞122019-6-24Robotics控制3.2傳遞函數(shù)和方框圖謝謝觀賞1220Robotics控制3.3PID控制3.3.1PID控制的基本形式謝謝觀賞132019-6-24Robotics控制3.3PID控制謝謝觀賞132019-Robotics控制3.3PID控制3.3.1PID控制的基本形式謝謝觀賞142019-6-24Robotics控制3.3PID控制謝謝觀賞142019-Robotics控制3.3PID控制3.3.1PID控制的基本形式謝謝觀賞152019-6-24Robotics控制3.3PID控制謝謝觀賞152019-Robotics控制3.3PID控制3.3.2實(shí)用的PID控制謝謝觀賞162019-6-24Robotics控制3.3PID控制謝謝觀賞162019-Robotics控制3.3PID控制3.3.2實(shí)用的PID控制（1）微分超前型PD控制謝謝觀賞172019-6-24Robotics控制3.3PID控制謝謝觀賞172019-Robotics控制3.3PID控制3.3.2實(shí)用的PID控制（1）微分超前型PD控制謝謝觀賞182019-6-24Robotics控制3.3PID控制謝謝觀賞182019-Robotics控制3.3PID控制3.3.2實(shí)用的PID控制（1）微分超前型PD控制謝謝觀賞192019-6-24Robotics控制3.3PID控制謝謝觀賞192019-Robotics控制3.3PID控制3.3.2實(shí)用的PID控制（2）I-PD控制謝謝觀賞202019-6-24Robotics控制3.3PID控制謝謝觀賞202019-Robotics控制3.4機(jī)械手的位置控制3.4.1手爪位置控制（1）使用逆運(yùn)動(dòng)學(xué)和關(guān)節(jié)角控制的方法謝謝觀賞212019-6-24Robotics控制3.4機(jī)械手的位置控制謝謝觀賞2120Robotics控制3.4機(jī)械手的位置控制3.4.1手爪位置控制（2）注重靜力學(xué)關(guān)系的方法謝謝觀賞222019-6-24Robotics控制3.4機(jī)械手的位置控制謝謝觀賞2220Robotics控制3.4機(jī)械手的位置控制3.4.2動(dòng)態(tài)控制謝謝觀賞232019-6-24Robotics控制3.4機(jī)械手的位置控制謝謝觀賞2320Robotics控制3.4機(jī)械手的位置控制3.4.2動(dòng)態(tài)控制謝謝觀賞242019-6-24Robotics控制3.4機(jī)械手的位置控制謝謝觀賞2420Robotics控制3.5機(jī)械手的力控制3.5.1單自由度機(jī)械系統(tǒng)的阻抗控制謝謝觀賞252019-6-24Robotics控制3.5機(jī)械手的力控制謝謝觀賞25201Robotics控制3.5機(jī)械手的力控制3.5.1單自由度機(jī)械系統(tǒng)的阻抗控制謝謝觀賞262019-6-24Robotics控制3.5機(jī)械手的力控制謝謝觀賞26201Robotics控制3.5機(jī)械手的力控制3.5.1單自由度機(jī)械系統(tǒng)的阻抗控制（1）外力矩可計(jì)測(cè)的場(chǎng)合謝謝觀賞272019-6-24Robotics控制3.5機(jī)械手的力控制謝謝觀賞27201Robotics控制3.5機(jī)械手的力控制3.5.1單自由度機(jī)械系統(tǒng)的阻抗控制（2）關(guān)節(jié)角加速度可以檢出的場(chǎng)合謝謝觀賞282019-6-24Robotics控制3.5機(jī)械手的力控制謝謝觀賞28201Robotics控制3.5機(jī)械手的力控制3.5.2機(jī)械手的阻抗控制手爪位置：手爪速度：手爪加速度：

靜力學(xué)關(guān)系式：控制對(duì)象：期望的動(dòng)作：

（3.65）

謝謝觀賞292019-6-24Robotics控制3.5機(jī)械手的力控制手爪位置：手爪速度Robotics控制3.5機(jī)械手的力控制3.5.2機(jī)械手的阻抗控制（1）外力可以計(jì)測(cè)的情況謝謝觀賞302019-6-24Robotics控制3.5機(jī)械手的力控制謝謝觀賞30201Robotics控制3.5機(jī)械手的力控制3.5.2機(jī)械手的阻抗控制（2）關(guān)節(jié)角加速度可以檢出的情況謝謝觀賞312019-6-24Robotics控制3.5機(jī)械手的力控制謝謝觀賞31201Robotics控制3.5機(jī)械手的力控制3.5.2機(jī)械手的阻抗控制（3）既不需要檢出外力也不需要檢出關(guān)節(jié)角加速度

左乘謝謝觀賞322019-6-24Robotics控制3.5機(jī)械手的力控制謝謝觀賞32201Robotics控制3.5機(jī)械手的力控制3.5.2機(jī)械手的阻抗控制謝謝觀賞332019-6-24Robotics控制3.5機(jī)械手的力控制謝謝觀賞33201Robotics控制3.5機(jī)械手的力控制3.5.2機(jī)械手的阻抗控制（4）若手臂慢慢動(dòng)作謝謝觀賞342019-6-24Robotics控制3.5機(jī)械手的力控制謝謝觀賞34201Robotics控制3.5機(jī)械手的力控制3.5.3機(jī)械手的混合控制手爪偏差提?。?/p>

力偏差提?。?/p>

位置控制規(guī)律：

力控制規(guī)律：

謝謝觀賞352019-6-24Robotics控制3.5機(jī)械手的力控制手爪偏差提?。毫obotics控制3.5機(jī)械手的力控制3.5.3機(jī)械手的混合控制

謝謝觀賞362019-6-24Robotics控制3.5機(jī)械手的力控制謝謝觀賞3東南大學(xué)遠(yuǎn)程教育機(jī)器人原理及應(yīng)用第三十一講主講教師：王興松謝謝觀賞372019-6-24東南大學(xué)遠(yuǎn)程教育機(jī)器人原理及應(yīng)用第三十一講主講教師：王興Robotics控制3.6機(jī)械手的其他控制方式3.6.1機(jī)械手的模糊控制如果機(jī)器人的關(guān)節(jié)位置誤差為：則其PID控制為

謝謝觀賞382019-6-24Robotics控制3.6機(jī)械手的其他控制方式謝謝觀賞3東南大學(xué)遠(yuǎn)程教育機(jī)器人原理及應(yīng)用第二十二講主講教師：王興松謝謝觀賞392019-6-24東南大學(xué)遠(yuǎn)程教育機(jī)器人原理及應(yīng)用第二十二講主講教師：王興Robotics控制3.6機(jī)器人關(guān)節(jié)控制的模糊算法3.6.2模糊集合與模糊邏輯的基本概念一、模糊集合與集合計(jì)算符定義1模糊集合：設(shè)U為若干事件的總和，如U=Rn，我們稱U為論域，一個(gè)定義在U上的模糊集合F，由隸屬度函數(shù)來表征，這里的表示在模糊集合F上的隸屬程度。經(jīng)典的集合（確定集合）的隸屬度函數(shù)只取兩個(gè)值{0,1}。要么屬于，要么不屬于。因此模糊集合是經(jīng)典集合的推廣。謝謝觀賞402019-6-24Robotics控制3.6機(jī)器人關(guān)節(jié)控制的模糊算法謝謝觀Robotics控制3.6機(jī)器人關(guān)節(jié)控制的模糊算法3.6.2模糊集合與模糊邏輯的基本概念定義2交集、并集和補(bǔ)集：設(shè)A和B是U上的兩個(gè)模糊集合。對(duì)所有的，A和B的交集是定義在U上的一個(gè)模糊集合，其隸屬度函數(shù)定義為：對(duì)所有的，A和B的并集是定義在U上的一個(gè)模糊集合，其隸屬度函數(shù)定義為：對(duì)所有的，A的補(bǔ)集是定義在U上的一個(gè)模糊集合，其隸屬度函數(shù)為：謝謝觀賞412019-6-24Robotics控制3.6機(jī)器人關(guān)節(jié)控制的模糊算法謝謝觀Robotics控制3.6機(jī)器人關(guān)節(jié)控制的模糊算法3.6.2模糊集合與模糊邏輯的基本概念定義3模糊關(guān)系設(shè)U和V是兩個(gè)論域。模糊關(guān)系R是積空間UxV上的一個(gè)模糊集合，即當(dāng)時(shí)，R的隸屬函數(shù)為.

定義4模糊蘊(yùn)涵設(shè)A和B分別為定義在U和V上的模糊集合,則由所表示的模糊蘊(yùn)涵是定義在UxV上的一個(gè)特殊模糊關(guān)系,其隸屬度函數(shù)定義為:模糊與:模糊或:實(shí)質(zhì)蘊(yùn)涵:命題演算:謝謝觀賞422019-6-24Robotics控制3.6機(jī)器人關(guān)節(jié)控制的模糊算法謝謝觀東南大學(xué)遠(yuǎn)程教育機(jī)器人原理及應(yīng)用第二十三講主講教師：王興松謝謝觀賞432019-6-24東南大學(xué)遠(yuǎn)程教育機(jī)器人原理及應(yīng)用第二十三講主講教師：王興Robotics控制3.6機(jī)器人關(guān)節(jié)控制的模糊算法3.6.2模糊集合與模糊邏輯的基本概念定義5廣義取式推理:前提1x為A’

前提2如果x為A,則y為B

結(jié)論y為B’

其中A‘、A、B’、B為模糊集合，x、y為語言變量定義6廣義取式推理:前提1y為B’

前提2如果x為A,則y為B

結(jié)論x為A’其中A‘、A、B’、B為模糊集合，x、y為語言變量謝謝觀賞442019-6-24Robotics控制3.6機(jī)器人關(guān)節(jié)控制的模糊算法謝謝觀Robotics控制3.6機(jī)器人關(guān)節(jié)控制的模糊算法3.6.3模糊規(guī)則與模糊推理模糊規(guī)則是由如下形式的“如果---則”規(guī)則的總和組成R（l）：如果x1為F1l，且…，且xn為Fnl，則y為Gl；

Fil、Gl為模糊集合，xi為模糊變量。將變量模糊化后，經(jīng)過按照模糊規(guī)則的運(yùn)算，獲得模糊結(jié)果，這個(gè)過程稱為一個(gè)模糊推理。模糊推理得到的模糊輸出，再經(jīng)過反模糊化，即可得到模糊推理的精確解。謝謝觀賞452019-6-24Robotics控制3.6機(jī)器人關(guān)節(jié)控制的模糊算法謝謝觀Robotics控制3.6機(jī)器人關(guān)節(jié)控制的模糊算法3.6.4模糊控制工作原理一個(gè)典型的模糊控制系統(tǒng)謝謝觀賞462019-6-24Robotics控制3.6機(jī)器人關(guān)節(jié)控制的模糊算法謝謝觀Robotics控制3.6機(jī)器人關(guān)節(jié)控制的模糊算法3.6.4模糊控制工作原理例：一熱處理用的電熱爐，按工藝要求須保持爐溫600O不變。由于爐溫受零件數(shù)量、體積、環(huán)境溫度變化、電網(wǎng)電壓波動(dòng)等影響，會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)所以要設(shè)計(jì)控制器。控制方式：通過改變可控硅的導(dǎo)通角實(shí)現(xiàn)；也可以通過PWM方式調(diào)節(jié)。人工調(diào)節(jié)時(shí)，通過面板上的電位器實(shí)現(xiàn)，計(jì)算機(jī)調(diào)節(jié)通過驅(qū)動(dòng)線路實(shí)現(xiàn)。

謝謝觀賞472019-6-24Robotics控制3.6機(jī)器人關(guān)節(jié)控制的模糊算法謝謝觀Robotics控制3.6機(jī)器人關(guān)節(jié)控制的模糊算法3.6.4模糊控制工作原理典型的溫度控制電路如圖

INT1，INT2過零檢測(cè)，PB7觸發(fā)控制，AN0傳感器輸入A/D。謝謝觀賞482019-6-24Robotics控制3.6機(jī)器人關(guān)節(jié)控制的模糊算法謝謝觀Robotics控制3.6機(jī)器人關(guān)節(jié)控制的模糊算法3.6.4模糊控制工作原理人工操作時(shí)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，控制規(guī)則可以用語言描述如下：

如果爐穩(wěn)低于600OC則升壓，低得越多升壓越高；如果爐穩(wěn)高于600OC則降壓，高得越多降壓越低；如果爐穩(wěn)等于600OC則保持電壓不變；采用模糊控制時(shí)，其工作原理如下：1、模糊控制器的輸入變量與輸出變量設(shè)定爐溫t0=600，測(cè)量爐穩(wěn)t（K），則將誤差e(K)=t0-t(K)作為模糊控制的輸入變量。

輸出變量為：控制電壓u，可通過改變可控硅的導(dǎo)通角或PWM比例實(shí)現(xiàn)。謝謝觀賞492019-6-24Robotics控制3.6機(jī)器人關(guān)節(jié)控制的模糊算法謝謝觀Robotics控制3.6機(jī)器人關(guān)節(jié)控制的模糊算法3.6.4模糊控制工作原理2、輸入變量及輸出變量的模糊語言描述（模糊化）設(shè)描述輸入及輸出變量的語言值的模糊子集為：

{負(fù)大，負(fù)小，0，正小，正大}或記為{NB，NS，0，PS，PB}設(shè)誤差e的論域?yàn)閄，并將誤差大小分為七個(gè)等級(jí)，為：-3，-2，-1，0，1，2，3，則有：X={-3，-2，-1，0，1，2，3}選控制變量u的論域?yàn)閅，并將其也分為七個(gè)等級(jí)，為：-3，-2，-1，0，1，2，3，則有：Y={-3，-2，-1，0，1，2，3}定義其隸屬度函數(shù)如圖：謝謝觀賞502019-6-24Robotics控制3.6機(jī)器人關(guān)節(jié)控制的模糊算法謝謝觀Robotics控制3.6機(jī)器人關(guān)節(jié)控制的模糊算法3.6.4模糊控制工作原理

由此得模糊變量賦值表：謝謝觀賞512019-6-24Robotics控制3.6機(jī)器人關(guān)節(jié)控制的模糊算法謝謝觀Robotics控制3.6機(jī)器人關(guān)節(jié)控制的模糊算法3.6.4模糊控制工作原理3、模糊控制規(guī)則的語言描述根據(jù)手動(dòng)控制策略，規(guī)則為：（1）若e負(fù)大，則u正大；（2）若e負(fù)小，則u正??；（3）若e為零，則u為零；（4）若e正小，則u負(fù)?。唬?）若e正大，則u負(fù)大；由此可得控制規(guī)則表：eNBNS0PSPBuPBPS0NSNB謝謝觀賞522019-6-24Robotics控制3.6機(jī)器人關(guān)節(jié)控制的模糊算法eNBRobotics控制3.6機(jī)器人關(guān)節(jié)控制的模糊算法3.6.4模糊控制工作原理4、模糊控制規(guī)則的矩陣形式模糊控制規(guī)則實(shí)際上是從誤差論域X到控制量論域Y的模糊關(guān)系R，可記為：從模糊賦制值表可得：謝謝觀賞532019-6-24Robotics控制3.6機(jī)器人關(guān)節(jié)控制的模糊算法謝謝觀Robotics控制3.6機(jī)器人關(guān)節(jié)控制的模糊算法3.6.4模糊控制工作原理通理，可以得到將這些代入求和式，有謝謝觀賞542019-6-24Robotics控制3.6機(jī)器人關(guān)節(jié)控制的模糊算法謝謝觀Robotics控制3.6機(jī)器人關(guān)節(jié)控制的模糊算法3.6.4模糊控制工作原理5、模糊決策當(dāng)模糊輸入為e（K）時(shí)，其對(duì)應(yīng)的輸出為

u（K）=e（K）。R例如，當(dāng)e（K）=PS時(shí)，6、模糊輸出變?yōu)榫_值（1）隸屬度最大原則，則u=-1；（2）平均法：謝謝觀賞552019-6-24Robotics控制3.6機(jī)器人關(guān)節(jié)控制的模糊算法謝謝觀Robotics控制3.6機(jī)器人關(guān)節(jié)控制的模糊算法3.6.4模糊控制工作原理7、模糊控制表上述的結(jié)果即可用于實(shí)際控制，但是，為了提高控制速度，一般將各種情況預(yù)先計(jì)算出，存入表中，形成模糊控制表。輸入量和輸出量的值，可以自行定義，如定義-3=550OCe-3-2-10123u3210-1-2-3謝謝觀賞562019-6-24Robotics控制3.6機(jī)器人關(guān)節(jié)控制的模糊算法e-3Robotics控制3.6機(jī)器人關(guān)節(jié)控制的模糊算法3.6.5機(jī)器人關(guān)節(jié)位置的模糊控制我們可以將上述溫度變量換為機(jī)器人的關(guān)節(jié)角度，將誤差定義為期望轉(zhuǎn)角與實(shí)測(cè)轉(zhuǎn)角的差，輸出定義為關(guān)節(jié)控制電壓，即可實(shí)現(xiàn)機(jī)器人關(guān)節(jié)角位置的模糊控制。謝謝觀賞572019-6-24Robotics控制3.6機(jī)器人關(guān)節(jié)控制的模糊算法謝謝觀58謝謝觀賞2019-6-2458謝謝觀賞2019-6-24機(jī)械手的控制

ControlofRoboticManipulator3.1機(jī)械人系統(tǒng)的構(gòu)成3.2傳遞函數(shù)和方框圖3.3PID控制3.4機(jī)械手的位置控制3.5機(jī)械手的力控制3.6其他控制方式簡(jiǎn)介謝謝觀賞592019-6-24機(jī)械手的控制

ControlofRoboticManiRobotics控制3.1機(jī)械人系統(tǒng)的組成3.1.1機(jī)械人系統(tǒng)示意機(jī)器人的功能：①動(dòng)作和運(yùn)動(dòng)的控制②末端操作器/手爪的軌跡和力的再現(xiàn)③運(yùn)動(dòng)狀態(tài)顯示、參數(shù)設(shè)定功能謝謝觀賞602019-6-24Robotics控制3.1機(jī)械人系統(tǒng)的組成謝謝觀賞2201Robotics控制3.1機(jī)械人系統(tǒng)的組成3.1.2機(jī)械人框圖謝謝觀賞612019-6-24Robotics控制3.1機(jī)械人系統(tǒng)的組成謝謝觀賞3201Robotics控制3.2傳遞函數(shù)和方框圖3.2.1傳遞函數(shù)謝謝觀賞622019-6-24Robotics控制3.2傳遞函數(shù)和方框圖謝謝觀賞4201Robotics控制3.2傳遞函數(shù)和方框圖3.2.1傳遞函數(shù)謝謝觀賞632019-6-24Robotics控制3.2傳遞函數(shù)和方框圖謝謝觀賞5201Robotics控制3.2傳遞函數(shù)和方框圖3.2.1傳遞函數(shù)謝謝觀賞642019-6-24Robotics控制3.2傳遞函數(shù)和方框圖謝謝觀賞6201Robotics控制3.2傳遞函數(shù)和方框圖3.2.1傳遞函數(shù)L=0謝謝觀賞652019-6-24Robotics控制3.2傳遞函數(shù)和方框圖L=0謝謝觀賞Robotics控制3.2傳遞函數(shù)和方框圖3.2.1傳遞函數(shù)謝謝觀賞662019-6-24Robotics控制3.2傳遞函數(shù)和方框圖謝謝觀賞8201Robotics控制3.2傳遞函數(shù)和方框圖3.2.2方框圖謝謝觀賞672019-6-24Robotics控制3.2傳遞函數(shù)和方框圖謝謝觀賞9201Robotics控制3.2傳遞函數(shù)和方框圖3.2.2方框圖謝謝觀賞682019-6-24Robotics控制3.2傳遞函數(shù)和方框圖謝謝觀賞1020Robotics控制3.2傳遞函數(shù)和方框圖3.2.2方框圖謝謝觀賞692019-6-24Robotics控制3.2傳遞函數(shù)和方框圖謝謝觀賞1120Robotics控制3.2傳遞函數(shù)和方框圖3.2.2方框圖謝謝觀賞702019-6-24Robotics控制3.2傳遞函數(shù)和方框圖謝謝觀賞1220Robotics控制3.3PID控制3.3.1PID控制的基本形式謝謝觀賞712019-6-24Robotics控制3.3PID控制謝謝觀賞132019-Robotics控制3.3PID控制3.3.1PID控制的基本形式謝謝觀賞722019-6-24Robotics控制3.3PID控制謝謝觀賞142019-Robotics控制3.3PID控制3.3.1PID控制的基本形式謝謝觀賞732019-6-24Robotics控制3.3PID控制謝謝觀賞152019-Robotics控制3.3PID控制3.3.2實(shí)用的PID控制謝謝觀賞742019-6-24Robotics控制3.3PID控制謝謝觀賞162019-Robotics控制3.3PID控制3.3.2實(shí)用的PID控制（1）微分超前型PD控制謝謝觀賞752019-6-24Robotics控制3.3PID控制謝謝觀賞172019-Robotics控制3.3PID控制3.3.2實(shí)用的PID控制（1）微分超前型PD控制謝謝觀賞762019-6-24Robotics控制3.3PID控制謝謝觀賞182019-Robotics控制3.3PID控制3.3.2實(shí)用的PID控制（1）微分超前型PD控制謝謝觀賞772019-6-24Robotics控制3.3PID控制謝謝觀賞192019-Robotics控制3.3PID控制3.3.2實(shí)用的PID控制（2）I-PD控制謝謝觀賞782019-6-24Robotics控制3.3PID控制謝謝觀賞202019-Robotics控制3.4機(jī)械手的位置控制3.4.1手爪位置控制（1）使用逆運(yùn)動(dòng)學(xué)和關(guān)節(jié)角控制的方法謝謝觀賞792019-6-24Robotics控制3.4機(jī)械手的位置控制謝謝觀賞2120Robotics控制3.4機(jī)械手的位置控制3.4.1手爪位置控制（2）注重靜力學(xué)關(guān)系的方法謝謝觀賞802019-6-24Robotics控制3.4機(jī)械手的位置控制謝謝觀賞2220Robotics控制3.4機(jī)械手的位置控制3.4.2動(dòng)態(tài)控制謝謝觀賞812019-6-24Robotics控制3.4機(jī)械手的位置控制謝謝觀賞2320Robotics控制3.4機(jī)械手的位置控制3.4.2動(dòng)態(tài)控制謝謝觀賞822019-6-24Robotics控制3.4機(jī)械手的位置控制謝謝觀賞2420Robotics控制3.5機(jī)械手的力控制3.5.1單自由度機(jī)械系統(tǒng)的阻抗控制謝謝觀賞832019-6-24Robotics控制3.5機(jī)械手的力控制謝謝觀賞25201Robotics控制3.5機(jī)械手的力控制3.5.1單自由度機(jī)械系統(tǒng)的阻抗控制謝謝觀賞842019-6-24Robotics控制3.5機(jī)械手的力控制謝謝觀賞26201Robotics控制3.5機(jī)械手的力控制3.5.1單自由度機(jī)械系統(tǒng)的阻抗控制（1）外力矩可計(jì)測(cè)的場(chǎng)合謝謝觀賞852019-6-24Robotics控制3.5機(jī)械手的力控制謝謝觀賞27201Robotics控制3.5機(jī)械手的力控制3.5.1單自由度機(jī)械系統(tǒng)的阻抗控制（2）關(guān)節(jié)角加速度可以檢出的場(chǎng)合謝謝觀賞862019-6-24Robotics控制3.5機(jī)械手的力控制謝謝觀賞28201Robotics控制3.5機(jī)械手的力控制3.5.2機(jī)械手的阻抗控制手爪位置：手爪速度：手爪加速度：

靜力學(xué)關(guān)系式：控制對(duì)象：期望的動(dòng)作：

（3.65）

謝謝觀賞872019-6-24Robotics控制3.5機(jī)械手的力控制手爪位置：手爪速度Robotics控制3.5機(jī)械手的力控制3.5.2機(jī)械手的阻抗控制（1）外力可以計(jì)測(cè)的情況謝謝觀賞882019-6-24Robotics控制3.5機(jī)械手的力控制謝謝觀賞30201Robotics控制3.5機(jī)械手的力控制3.5.2機(jī)械手的阻抗控制（2）關(guān)節(jié)角加速度可以檢出的情況謝謝觀賞892019-6-24Robotics控制3.5機(jī)械手的力控制謝謝觀賞31201Robotics控制3.5機(jī)械手的力控制3.5.2機(jī)械手的阻抗控制（3）既不需要檢出外力也不需要檢出關(guān)節(jié)角加速度

左乘謝謝觀賞902019-6-24Robotics控制3.5機(jī)械手的力控制謝謝觀賞32201Robotics控制3.5機(jī)械手的力控制3.5.2機(jī)械手的阻抗控制謝謝觀賞912019-6-24Robotics控制3.5機(jī)械手的力控制謝謝觀賞33201Robotics控制3.5機(jī)械手的力控制3.5.2機(jī)械手的阻抗控制（4）若手臂慢慢動(dòng)作謝謝觀賞922019-6-24Robotics控制3.5機(jī)械手的力控制謝謝觀賞34201Robotics控制3.5機(jī)械手的力控制3.5.3機(jī)械手的混合控制手爪偏差提?。?/p>

力偏差提取：

位置控制規(guī)律：

力控制規(guī)律：

謝謝觀賞932019-6-24Robotics控制3.5機(jī)械手的力控制手爪偏差提?。毫obotics控制3.5機(jī)械手的力控制3.5.3機(jī)械手的混合控制

謝謝觀賞942019-6-24Robotics控制3.5機(jī)械手的力控制謝謝觀賞3東南大學(xué)遠(yuǎn)程教育機(jī)器人原理及應(yīng)用第三十一講主講教師：王興松謝謝觀賞952019-6-24東南大學(xué)遠(yuǎn)程教育機(jī)器人原理及應(yīng)用第三十一講主講教師：王興Robotics控制3.6機(jī)械手的其他控制方式3.6.1機(jī)械手的模糊控制如果機(jī)器人的關(guān)節(jié)位置誤差為：則其PID控制為

謝謝觀賞962019-6-24Robotics控制3.6機(jī)械手的其他控制方式謝謝觀賞3東南大學(xué)遠(yuǎn)程教育機(jī)器人原理及應(yīng)用第二十二講主講教師：王興松謝謝觀賞972019-6-24東南大學(xué)遠(yuǎn)程教育機(jī)器人原理及應(yīng)用第二十二講主講教師：王興Robotics控制3.6機(jī)器人關(guān)節(jié)控制的模糊算法3.6.2模糊集合與模糊邏輯的基本概念一、模糊集合與集合計(jì)算符定義1模糊集合：設(shè)U為若干事件的總和，如U=Rn，我們稱U為論域，一個(gè)定義在U上的模糊集合F，由隸屬度函數(shù)來表征，這里的表示在模糊集合F上的隸屬程度。經(jīng)典的集合（確定集合）的隸屬度函數(shù)只取兩個(gè)值{0,1}。要么屬于，要么不屬于。因此模糊集合是經(jīng)典集合的推廣。謝謝觀賞982019-6-24Robotics控制3.6機(jī)器人關(guān)節(jié)控制的模糊算法謝謝觀Robotics控制3.6機(jī)器人關(guān)節(jié)控制的模糊算法3.6.2模糊集合與模糊邏輯的基本概念定義2交集、并集和補(bǔ)集：設(shè)A和B是U上的兩個(gè)模糊集合。對(duì)所有的，A和B的交集是定義在U上的一個(gè)模糊集合，其隸屬度函數(shù)定義為：對(duì)所有的，A和B的并集是定義在U上的一個(gè)模糊集合，其隸屬度函數(shù)定義為：對(duì)所有的，A的補(bǔ)集是定義在U上的一個(gè)模糊集合，其隸屬度函數(shù)為：謝謝觀賞992019-6-24Robotics控制3.6機(jī)器人關(guān)節(jié)控制的模糊算法謝謝觀Robotics控制3.6機(jī)器人關(guān)節(jié)控制的模糊算法3.6.2模糊集合與模糊邏輯的基本概念定義3模糊關(guān)系設(shè)U和V是兩個(gè)論域。模糊關(guān)系R是積空間UxV上的一個(gè)模糊集合，即當(dāng)時(shí)，R的隸屬函數(shù)為.

定義4模糊蘊(yùn)涵設(shè)A和B分別為定義在U和V上的模糊集合,則由所表示的模糊蘊(yùn)涵是定義在UxV上的一個(gè)特殊模糊關(guān)系,其隸屬度函數(shù)定義為:模糊與:模糊或:實(shí)質(zhì)蘊(yùn)涵:命題演算:謝謝觀賞1002019-6-24Robotics控制3.6機(jī)器人關(guān)節(jié)控制的模糊算法謝謝觀東南大學(xué)遠(yuǎn)程教育機(jī)器人原理及應(yīng)用第二十三講主講教師：王興松謝謝觀賞1012019-6-24東南大學(xué)遠(yuǎn)程教育機(jī)器人原理及應(yīng)用第二十三講主講教師：王興Robotics控制3.6機(jī)器人關(guān)節(jié)控制的模糊算法3.6.2模糊集合與模糊邏輯的基本概念定義5廣義取式推理:前提1x為A’

前提2如果x為A,則y為B

結(jié)論y為B’

其中A‘、A、B’、B為模糊集合，x、y為語言變量定義6廣義取式推理:前提1y為B’

前提2如果x為A,則y為B

結(jié)論x為A’其中A‘、A、B’、B為模糊集合，x、y為語言變量謝謝觀賞1022019-6-24Robotics控制3.6機(jī)器人關(guān)節(jié)控制的模糊算法謝謝觀Robotics控制3.6機(jī)器人關(guān)節(jié)控制的模糊算法3.6.3模糊規(guī)則與模糊推理模糊規(guī)則是由如下形式的“如果---則”規(guī)則的總和組成R（l）：如果x1為F1l，且…，且xn為Fnl，則y為Gl；

Fil、Gl為模糊集合，xi為模糊變量。將變量模糊化后，經(jīng)過按照模糊規(guī)則的運(yùn)算，獲得模糊結(jié)果，這個(gè)過程稱為一個(gè)模糊推理。模糊推理得到的模糊輸出，再經(jīng)過反模糊化，即可得到模糊推理的精確解。謝謝觀賞1032019-6-24Robotics控制3.6機(jī)器人關(guān)節(jié)控制的模糊算法謝謝觀Robotics控制3.6機(jī)器人關(guān)節(jié)控制的模糊算法3.6.4模糊控制工作原理一個(gè)典型的模糊控制系統(tǒng)謝謝觀賞1042019-6-24Robotics控制3.6機(jī)器人關(guān)節(jié)控制的模糊算法謝謝觀Robotics控制3.6機(jī)器人關(guān)節(jié)控制的模糊算法3.6.4模糊控制工作原理例：一熱處理用的電熱爐，按工藝要求須保持爐溫600O不變。由于爐溫受零件數(shù)量、體積、環(huán)境溫度變化、電網(wǎng)電壓波動(dòng)等影響，會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)所以要設(shè)計(jì)控制器。控制方式：通過改變可控硅的導(dǎo)通角實(shí)現(xiàn)；也可以通過PWM方式調(diào)節(jié)。人工調(diào)節(jié)時(shí)，通過面板上的電位器實(shí)現(xiàn)，計(jì)算機(jī)調(diào)節(jié)通過驅(qū)動(dòng)線路實(shí)現(xiàn)。

謝謝觀賞1052019-6-24Robotics控制3.6機(jī)器人關(guān)節(jié)控制的模糊算法謝謝觀Robotics控制3.6機(jī)器人關(guān)節(jié)控制的模糊算法3.6.4模糊控制工作原理典型的溫度控制電路如圖

INT1，INT2過零檢測(cè)，PB7觸發(fā)控制，AN0傳感器輸入A/D。謝謝觀賞1062019-6-24Robotics控制3.6機(jī)器人關(guān)節(jié)控制的模糊算法謝謝觀Robotics控制3.6機(jī)器人關(guān)節(jié)控制的模糊算法3.6.4模糊控制工作原理人工操作時(shí)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，控制規(guī)則可以用語言描述如下：

如果爐穩(wěn)低于600OC則升壓，低得越多升壓越高；如果爐穩(wěn)高于600OC則降壓，高得越多降壓越低；如果爐穩(wěn)等于600OC則保持電壓不變；采用模糊控制時(shí)，其工作原理如下：1、模糊控制器的輸入變量與輸出變量設(shè)定爐溫t0=600，測(cè)量爐穩(wěn)t（K），則將誤差e(K)=t0-t(K)作為模糊控制的輸入變量。

輸出變量為：控制電壓u，可通過改變可控硅的導(dǎo)通角或PWM比例實(shí)現(xiàn)。謝謝觀賞1072019-6-24Robotics控制3.6機(jī)器人關(guān)節(jié)控制的模糊算法謝謝觀Robotics控制3.6機(jī)器人關(guān)節(jié)控制的模糊算法3.6.4模糊控制工作原理2、輸入變量及輸出變量的模糊語言描述（模糊化