機(jī)器人控制方法根據(jù)不同參數(shù)的多種分類(lèi)介紹

　　機(jī)器人的控制方法，根據(jù)控制量、控制算法的不同分為多種類(lèi)型。下面分別針對(duì)不同的類(lèi)型，介紹常用的機(jī)器人控制方法。

　　一、根據(jù)控制量分類(lèi)

　　按照控制量所處空間的不同，機(jī)器人控制可以分為關(guān)節(jié)空間的控制和笛卡爾空間的控制。對(duì)于串聯(lián)式多關(guān)節(jié)機(jī)器人，關(guān)節(jié)空間的控制是針對(duì)機(jī)器人各個(gè)關(guān)節(jié)的變量進(jìn)行的控制，笛卡爾空間控制是針對(duì)機(jī)器人末端的變量進(jìn)行的控制。按照控制量的不同，機(jī)器人控制可以分為：位置控制、速度控制、加速度控制、力控制、力位混合控制等。這些控制可以是關(guān)節(jié)空間的控制，也可以是末端笛卡爾空間的控制。

　　位置控制的目標(biāo)是使被控機(jī)器人的關(guān)節(jié)或末端達(dá)到期望的位置。下面以關(guān)節(jié)空間位置控制為例，說(shuō)明機(jī)器人的位置控制。如圖1-1所示，關(guān)節(jié)位置給定值與當(dāng)前值比較得到的誤差作為位置控制器的輸入量，經(jīng)過(guò)位置控制器的運(yùn)算后，其輸出作為關(guān)節(jié)速度控制的給定值。關(guān)節(jié)位置控制器常采用PID算法，也可以采用模糊控制算法。

　　圖1-1 關(guān)節(jié)位置控制示意圖

　　在圖1-1中，去掉位置外環(huán)，即為機(jī)器人的關(guān)節(jié)速度控制框圖。通常，在目標(biāo)跟蹤任務(wù)中，采用機(jī)器人的速度控制。此外，對(duì)于機(jī)器人末端笛卡爾空間的位置、速度控制，其基本原理與關(guān)節(jié)空間的位置和速度控制類(lèi)似。

　　圖1-2 加速度控制示意圖

　　圖1-2所示為分解加速度運(yùn)動(dòng)控制示意圖。首先，計(jì)算出末端工具的控制加速度。然后，根據(jù)末端的位置，速度和加速度期望值，以及當(dāng)前的末端位置、關(guān)節(jié)位置與速度，分解出各關(guān)節(jié)相應(yīng)的加速度，再利用動(dòng)力學(xué)方程計(jì)算出控制力矩分解加速度控制，需要針對(duì)各個(gè)關(guān)節(jié)進(jìn)行力矩控制。

　　圖1-3 關(guān)節(jié)力/力矩控制示意圖

　　圖1-3為關(guān)節(jié)的力/力矩控制框圖。由于關(guān)節(jié)力/力矩不易直接測(cè)量，而關(guān)節(jié)電機(jī)的電流又能夠較好的反映關(guān)節(jié)電機(jī)的力矩，所以常采用關(guān)節(jié)電機(jī)的電流表示當(dāng)前關(guān)節(jié)力/力矩的測(cè)量值。力控制器根據(jù)力/力矩的期望值與測(cè)量值之間的偏差，控制關(guān)節(jié)電機(jī)，使之表現(xiàn)出期望的力/力矩特性。