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機器人控制演算法

發布時間:2022-02-14 02:39:57

⑴ 機器人控制演算法怎麼編寫

電機控制指令的寫入和狀態讀取對應硬體不同寄存器/地址,用中斷服務程序去負責讀取和寫入,剩下的邏輯運算,用你的c程序去做。

⑵ 想研究工業機器人控制演算法,該怎麼學論文好像很少啊

從基本的程序語音和演算法基礎開始學習

⑶ 機器人位置控制演算法原理是什麼,為什麼這么設計就能

大概所有控制的框架都是給定和反饋產生誤差並處理然後執行影響被控量,這么說肯定是有點暈了。換種說法吧,毛主席說,革命的首要問題就是要分清楚說是敵人和什麼來著。對所有的控制來說,首要問題就是搞清楚,你要控制的物理量是什麼(被控量)?你通過什麼物理量(控制量)來影響被控量。然後由此才有採用開環,閉環之類的。位置控制和其它所有控制比起來也沒什麼特殊的,對工業機器人而言,就是機器人末端在三維空間的位置(姿態先忽略)。那麼位置是被控量,控制量就是各個關節的位置,因為可以通過各個關節的位置來影響這個位置(被控量)至於控制的演算法,就有很多了,基本都是對誤差的處理,最常用的大概就是PID了。

⑷ 工業機器人控制編程難學嗎

  1. 工業機器人控制編程不是很難,只要你努力,是可以學會的。一般都是學年制的專業有這個,但現在也 有很多企業推出了這樣的短期培訓班,例如武漢的金石興。

  2. 在中國做工業機器人多半都是做控制,做控制需要學習基本的電氣知識,PLC,基本的c語言編程邏輯,然後就是實踐。如果要做得深入一些必須學習一些數學和控制理論方面的知識。 如果是做機械設計方向,不需要額外再學習什麼了,把本專業學好就可以了,實踐才是重要的,不過此類工作不是很好找。但是學習都是靠個人,如果你有這方面的天賦加上努力,相信是不會難的,只要技術跟實踐能力跟得上,還是很有發展前景的。至於多久學會就看個人能力及領悟學習能力了。

  3. 有電工基礎,特別是繼電器電路維修和設計基礎,學PLC一般半個月可以學會,你買一個二手的三菱PLC回來,按照以往繼電器設計電路的思路畫電路圖就是了,可以設計PLC控制電機正反轉,互鎖,連鎖等功能,一定要找實物來動手,很簡單的,跟繼電器電路一樣的東西,只不過是軟的東西,在電腦上畫而已。

⑸ 學習機器人控制.應該學哪些編程

機器人的控制和機械臂的控制是不太一樣的,如果是小車類的,推薦Arino,入門資料非常多,簡單的機械臂控制也有不少;如果是類似工業機械臂的那種,最好看一下機器人運動學,了解下正逆運動學求解相關的知識,Matlab有個工具箱matlab robotics toolbox,用來入門非常不錯,當然C++、VB都可以用來編程的:D

⑹ 機器人是怎麼控制運動平衡的

一種方法是採用動態平衡演算法。


真實人體就是類似的,比如你可以單腳站立,你會發現每每身體傾斜的時候,你的小腦都會發出指令,控制你的身體做對應調整,包括上身、手臂等調整姿態(改變重心相對支點的位置);你的腳也會對應動態調整,一會兒前腳掌或腳趾用力(支點前移),一會兒腳跟用力(支點後移),一會兒腳左側用力、一會兒右側用力。


這就是小腦(計算機-運動控製程序)發現身體失去平衡,並且探知傾斜方向(感測器:力感測器、位置感測器、視覺感測器等),小腦發出指令調節身體動作(程序採用PID演算法或其他演算法,對應當前的偏差給出對應幅度的動作,通常也是調整重心和支點的位置,或臨時採用某部位加速運動的反作用力)由於程序是不斷掃描進行的,比如每1毫秒完成一個掃描周期,那麼就每1毫秒判斷一下當前的狀態,更新一下對策動作幅度,實現動態平衡。

機器人(Robot)是自動執行工作的機器裝置。它既可以接受人類指揮,又可以運行預先編排的程序,也可以根據以人工智慧技術制定的原則綱領行動。它的任務是協助或取代人類工作的工作,例如生產業、建築業,或是危險的工作。

⑺ 機器人演算法和adas演算法有什麼區別嗎

我是相關專業~~~自動化其實也算~~專業課啊1、自動控制原理。自動控制是機器人運動的基礎,別看人類運動的很簡單,要讓機器人和諧的運動,需要大量的感測器的測量,並進行計算和模擬,最後根據這個,調整參數,進行干擾補償、負反饋、前後兩種串聯補償等等。(順便說一句,維納的《控制論》是一本好書,不僅僅限於工程哦~在社會人文學科都有用的,錢學森還有一本《工程式控制制論》,沒有看過。。不過大師的書一定很棒的。。)2、智能技術。額,這個暫且也算吧,我們學校自己開的。。。還分2-1和2-2,主要學各種專家系統、機器學習、智能計算、啟發式搜索、分布式人工智慧、許許多多智能演算法如蟻群演算法、神經網路。3、機器人學。這個挺厲害的,講解機器人運動中的數學計算,涉及空間描述,廣義坐標,瞬態運動學,雅可比矩陣顯式(線性代數基礎)、立體視覺、軌跡生成、關節空間動力學、拉格朗日方程(拉老爺子挺牛逼的。。到處都是啊啊啊啊)、控制學(就是自控)、順應性。需要比較好的數學基礎。到處都是公式啊名詞啊!!4、單片機開發。好像我們學校有這個課,我自己自費買的Arino開發板也算AVR單片機。機器人的成本、體積限制。要求我們不可能啥都用電腦來指揮,單片機體積小,也可以作為機器人的大腦,要讓機器人按照你的要求,就要寫好單片機程序。5、電機拖動。啊呀這個應該寫在前面的,不過我剛剛才想到。喵。。。類人機器人的關節是靠電機驅動的,就算不類人,也需要輪子吧~要控制好機器人的運動軌跡,就需要了解電機的原理,了解調速、啟動、電磁關系才能設計好機器人呢。智能專業不僅僅是機器人的。。。光學機器人太狹窄了。。智能不僅僅是機器人呢,想想天網吧,那種沒有實體的人工智慧才好玩的~俺們上課看老師放的機器人視頻還是挺有趣的,但是我國的智能學科在國際上還需要努力,美國在機器人運動方面超前我們十多年呢(低估了的)。。少年你要不要來學~貢獻一份力量唄~——————以下是豬的簽名———————————微笑的豬頭—真——帥——氣———————

⑻ 機器人控制演算法如何編寫

基於DSP運動控制器的5R工業機器人系統設計 摘要:以所設計的開放式5R關節型工業機器人為研究對象,分析了該機器人的結構設計。該機器人采 用基於工控PC及DSP運動控制器的分布式控制結構,具有開放性強、運算速度快等特點,對其工作原理 進行了詳細的說明。機器人的控制軟體採用基於Windows平台下的VC++實現,具有良好的人機交互 功能,對各組成模塊的作用進行了說明。所設計的開放式5R工業機器人系統,具有較好的實用性。 關鍵詞:開放式;關節型;工業機器人;控制軟體 0引言 工業機器人技術在現代工業生產自動化領域得到 了廣泛的應用,也對工程技術人員提出更高的要求,作 為機械工程及自動化專業的技術人才迫切需要掌握這 一 先進技術。為了能更好地加強技術人員對工業機器 人的技能實踐與技術掌握,需要開放性強的設備來滿 足要求。本文闡述了我們所開發設計的一種5R關節 型工業機器人系統,可以作為通用的工業機器人應用 於現場,也可作為教學培訓設備。 1 5R工業機器人操作機結構設計 關節型工業機器人由2個肩關節和1個肘關節進 行定位,由2個或3個腕關節進行定向,其中一個肩關節 繞鉛直軸旋轉,另一個肩關節實現俯仰,這兩個肩關節 軸線正交。肘關節平行於第二個肩關節軸線。這種構 型的機器人動作靈活、工作空間大,在作業空間內手臂 的干涉最小,結構緊湊,佔地面積小,關節上相對運動部 位容易密封防塵,但運動學復雜、運動學反解困難,控制 時計算量大。在工業用應用是一種通用型機器人¨。 1.1 5R工業機器人操作機結構 所設計的5R關節型機器人具有5個自由度,結構 簡圖如圖1所示。5個自由度分別是:肩部旋轉關節 J1、大臂旋轉關節J2、小臂旋轉關節J3、手腕仰俯運動 關節J4和在旋轉運動關節J5。總體設計思想為:選用 伺服電機(帶制動器)驅動,通過同步帶、輪系等機械機 構進行間接傳動。腕關節上設計有裝配手爪用法蘭, 通過不斷地更換手爪來實現不同的作業任務。 1.2 5R工業機器人參數 表1為設計的5R工業機器人參數。 2 5R工業機器人開放式控制系統 機器人控制技術對其性能的優良起著重大的作用。隨著機器人控制技術的發展,針對結構封閉的機 器人控制器的缺陷,開發「具有開發性結構的模塊化、 標准化機器人控制器」是當前機器人控制器發展的趨 勢]。為提高穩定性、可靠性和抗干擾性,採用「工業 PC+DSP運動控制器」的結構來實現機器人的控制:伺 服系統中伺服級計算機採用以信號處理器(DSP)為核 心的多軸運動控制器,藉助DSP高速信號處理能力與 運算能力,可同時控制多軸運動,實現復雜的控制演算法 並獲得優良的伺服性能。 2.1基於DSP的運動控制器MCT8000F8簡介 深圳摩信科技公司MCT8000F8運動控制器是基 於網路技術的開放式結構高性能DSP8軸運動控制器, 包括主控制板、介面板以及控制軟體等,具有開放式、 高速、高精度、網際在線控制、多軸同步控制、可重構 性、高集成度、高可靠性和安全性等特點,是新一代開 放式結構高性能可編程運動控制器。 圖2為DSP多軸運動控制器硬體原理圖。圖中增 量編碼器的A0(/A0)、B0(/B0)、c0(/CO)信號作為 位置反饋,運動控制器通過四倍頻、加減計數器得到實 際的位置,實際位置信息存在位置寄存器中,計算機可 以通過控制寄存器進行讀取。運動控制卡的目標位置 由計算機通過機器人運動軌跡規劃求得,通過內部計 算得到位置誤差值,再經過加減速控制和數字濾波後, 送到D/A轉換(DAC)、運算放大器、脈寬調制器 (PWM)硬體處理電路,轉化後輸出伺服電機的控制信 號或PWM信號。各個關節可以完成獨立伺服控制,能 夠實現線性插補控制、二軸圓弧插補控制。 2.2機器人控制系統結構及工作原理 基於PC的Windows操作系統,因其友好的人機界 面和廣泛的用戶基礎,而成為基於PC控制器的首選。 採用PC作為機器人控制器的主機系統的優點是:①成 本低;②具有開放性;③完備的軟體開發環境和豐富的 軟體資源;④良好的通訊功能。機器人控制結構上采 用了上、下兩級計算機系統完成對機器人的控制:上級 主控計算機負責整個系統管理,下級則實現對各個關 節的插補運算和伺服控制。這里通過採用一台工業 PC+DSP運動控制卡的結構來實現機器人控制。實驗 結果證明了採用Pc+DSP的計算結構可以充分利用 DSP運算的高速性,滿足機器人控制的實時需求,實現 較高的運動控制性能。 機器人伺服系統框圖如圖3所示。伺服系統由基 於DSP的運動控制器、伺服驅動器、伺服電動機及光電 編碼器組成。伺服系統包含三個反饋子系統:位置環、 速度環、電流環,其工作原理如下:執行元件為交流伺 服電動機,伺服驅動器為速度、電流閉環的功率驅動元 件,光電編碼器擔負著檢測伺服電機速度和位置的任 務。伺服級計算機的主要功能是接受控制級發出的各 種運動控制命令,根據位置給定信號及光電編碼器的 位置反饋信號,分時完成各關節的誤差計算、控制演算法 及D/A轉換、將速度給定信號加至伺服組件的控制端 子,完成對各關節的位置伺服控制。管理級計算機採用 586工控機(或便攜筆記本),主要完成離線編程、模擬、 與控制級通訊、作業管理等功能;控制級計算機採用586 工控機,主要完成用戶程序編輯、用戶程序解釋,向下位 機運動控制器發機器人運動指令、實時監控、輸入輸出 控制(如列印)等。示教盒通過控制級計算機可以獲得 機器人伺服系統中的數據(脈沖、轉角),並用於控制級 計算機控制軟體中實現對機器人的示教及控制。 3 5R工業機器人運動控制軟體設計 5R工業機器人控制軟體採用C++Builder編程, 最終軟體運行在Windows環境下。C++Builder對在 Windows平台下開發應用程序時所涉及到的圖形用戶 界面(GUI)編程具有很強的支持能力,提供了可視化 的開發環境,可以方便調用硬體廠商提供的底層函數, 直接對硬體進行操作,而且生成目標代碼效率高。 所設計的控制軟體為分級式模塊化結構。 管理級主模塊具有離線編程、圖形模擬、資料查詢 及故障診斷等功能,其結構如圖4所示。 (1)離線編程模塊利用計算機圖形學的成果,建立 機器人及其工作環境的模型,利用規劃演算法,通過對圖 形和對象的操作,編制各種運動控制,在離線情況下生 成工作程序。 (2)圖形模擬模塊可預先模擬結果,便於檢查及優 化。 (3)資料查詢模塊可以查閱當日工作及近期工作 記錄、相關資料(生產數量、班次等),並可以列印輸出 存檔。 (4)故障診斷模塊可以實時故障診斷,以代碼形式顯 示出故障類型,並為技術人員排除故障提供幫助信息。 控制級主模塊軟體結構如圖5所示。 (1)復位模塊使得機器人停機時或動作異常時,通 過特定的操作或自動的方式,使機器人回到作業原點。 機器人在作業原點,機構的各運動副所受力矩最小,它 確定了機器人待機的安全位姿。 (2)系統提供兩種示教方法。第一種示教方法即 「下位機+示教盒」的示教方法:示教盒和下位機操作 界面上的手動操作開關分別對應著裝配機器人的各種 動作和功能。通過高、中、低速、點動等速度檔次的選 擇,對機器人進行大致的定位和精確的位置微調。並 存儲期望的運動軌跡上機器人的位置、姿態參數。第 二種方法即離線模擬的示教方法。這種示教方法是在 計算機上建立起機器人作業環境的模型,再在這個模 型的基礎上生成示教數據的一種應用人工智慧的示教 方法。進行示教時使用計算機圖示的方法分析機器人與作業模型的位置關系,也可以通過特定指令指定機 器人的運動位置…。 4結束語 所開發的開放式工業機器人系統具有以下特點: (1)採用分布式二級控制結構,運動控制由基於 DSP的運動控制器M'CT8000F8完成,增加了系統的開 放性,以及運行處理的快速性及可靠性。 (2)考慮到具有良好的通用性,可以作為通用機器 人使用,具有較好的產業化、商品化前景。 (3)計算機輔助軟體採用基於Windows平台的 c++編程,通過調用底層函數可以對硬體進行直接操 作,可視化環境可提供良好的人機交互操作界面。 通過本機器人系統的研究開發,可極大地滿足工 業現場對機器人的開放性要求,進一步提高我國工礦 企業自動化水平。同時,也可作為機器人技術訓練平 台,加強工程人員能力鍛煉。 [參考文獻] [1]馬香峰,等.工業機器人的操作機設計[M].北京:冶金工 業出版社,1996. [2]吳振彪.工業機器人[M].武漢:華中理工大學出版社, 2006. [3]蔡自興.機器人學[M].北京:清華大學出版社,2003. [4]王天然,曲道奎.工業機器人控制系統的開放體系結構 [J].機器人,2002,24(3):256—261. [5]深圳摩信科技有限公司.MCT8000系列控制器使用手冊 [z].深圳:深圳摩信科技有限公司,2001. [6]張興國.環保壓縮機裝配機器人的運動學分析[J].南通 工學院學報,2004(1):32—34,38. [7]張興國.計算機輔助環保壓縮機裝配機器人運動學分析 [J].機械設計與製造,2005(3):98—100, [8]本書編寫委員會編著.程序設計VisualC++6[M].北京: 電子工業出版社,2000. [9]吳斌,等.OpenGL編程實例與技巧[M].北京:人民郵電出 版社,1999. [10]江早.OpenGLVC/VB圖形編程[M】.北京:中國科學技 術出版社,2001. [11]韓軍,等.6R機器人運動學控制實驗系統的研製[J].實 驗室研究與探索,2003(5):103—104.

⑼ 機器人控制該怎麼入門

對於工科領域來說,脫離實踐的學習都是膚淺的,對於控制這種強調經驗的技術更是如此。如果去問一個程序員怎麼學習一塊技術,他必然讓你去多編程。機器人領域也是。如果想把基本功打扎實,那麼實踐更是必不可少了。

對於普通學生入門來說 一款合適的機器人平台 + 入門級的控制演算法進行試驗。同時深入地學習相應地理論知識。
對於一個有控制基礎,需要現學現用的工作者來說,啃一本諸如《現代控制工程》的書籍,在工作者演練,下面的平台內容直接略過。
關於平台的選擇和相應的學習教程,我放在最後,防止大圖分散了重點。
先結合機器人來說一下控制。對於設計任何一個控制系統來說,需要了解自己的輸入、輸出、控制元件,和演算法。在一個簡易的機器人系統里,分別對應的原件是:
輸入 --- 感測器 (聲吶,紅外,攝像頭,陀螺儀,加速度計,羅盤)
控制元件 --- 電機
控制演算法 --- 控制板 (小到單片機,大到微機)
輸出 --- 你的控制目標 (比如機器人的路徑跟蹤)
對這四方面都有了解之後,才能基本對機器人的控制有一個較為感性的認識。這是入門的基礎。如果你對輸入和輸出做一個測量,比如用電機將某個輪子的轉速從10加速到100,把這個測量勾畫出來,那麼這一個響應曲線。如何將電機准確快速地從10加速到100,這就需要一個簡易的反饋控制器。
上面所說的各個感測器元件,都有廉價版可以購買學習,但隨之引入的問題就是他們不精確,比如有雜訊。消除這個雜訊,你就需要在你的控制系統中引入更多的控制單元來消除這個雜訊,比如加入濾波單元。
上面說這么多,只是想表達,理論和演算法都是有應用背景的,但同時,學習一些暫時無法應用的演算法也並不助於入門,甚至可能走偏門,覺得越復雜越好。所有的工程應用者都會說某某演算法非常好,但是經典還是PID。倘若不親手設計一個PID系統,恐怕真的領略不到它的魅力。我大學本科的控制課程包含了自動控制理論和現代控制理論,但是直到我設計一個四旋翼無人機的時候,才真正建立了我自己對機器人控制的理解。
推薦的那本《現代控制工程》是一本非常經典的專業書籍,需要理論知識,再進行詳細的學習。我的建議是先玩,玩到需要時,認真學習這部分理論。

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