工业机器人四大元件:控制器,驱动器,电机,减速器
流程:控制器的作用是规划一个机器人的路径,位置,速度。而驱动器是用来控制电流的,进行控制电机。本质上是驱动器来进行完成电流的调节。
开环策略模型:
开环控制,知道了末端的位置和状态等信息,通过机器人逆解从而知道了关节的需要给的力矩和角度,从而达到目标值。
缺点:机器人的运动学的逆解有误差,噪声干扰,和环境力,进行丧失了追踪的能力。
有点:稳定性比较好,有误差但是不会有飞车等现象。
闭环控制
典型的PID 目标点与实际的做误差,使误差不断减少,尽可能为0。
优点:抗干扰。开环控制对扰动起不来作用,闭环控制是可以的。
因为具有扰动,得到一个theta,完后通过pid进行给予一个附加扰动,把原来的扰动给消除掉,就没有扰动的干扰了。同时所以不确定因素全是扰动,扰动是一个黑箱,是一个不确定因素。
有些扰动是难以确定的,对于 这种有些情况并不能够很好的处理掉。同时有些扰动还是知道的,可以用前馈进行抵消掉。具有一定的延迟,导致系统的输出会有一定的滞后的。
所以需要的添加一下前馈,把大扰动给消除掉成小扰动,而这个扰动就是动力学模型。所以利用闭环并非是很好的控制,有一定的滞后性,而前馈的话,从本质上解决了此类问题。
同时pid适用于线性系统,而一些动力学方程是非线性,可否把扰动部分给前馈掉,就可以适用于pid了。
三环控制
不管是位置控制还是速度控制,其最后都是利用电流来控制电机,驱动电机的。
如何确定控制器可以稳定在设定值?
判断稳定性的通用方法:李雅普诺夫稳定性(线性与非线性系统都适用)
eg
本质在一个闭环的系统方程中是否能够提取出一个李函数,他的本身恒大于0,他的一阶导数恒小于0,如果满足说明此系统的误差会无限接近于0。