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机器人控制系统的基本组成分析

【摘要】:控制器可以用来模拟仪表的控制器或用来模拟由微处理器组成的数字控制器。例如,智能车机器人的控制器就是选用数字控制器式的单片机进行控制的。执行器接收控制器的输出信号,改变操纵变量。例如,在仿生机器人中,被控对象就是机器人各关节的舵机。例如,仿生机器人控制系统中,检测变送单元用来检测舵机转动的角度,以便做出调整。图4-1控制系统组成示意图

机器人控制系统主要由控制器、执行器、被控对象和检测变送单元四部分组成,各部分的功能如下:

(1)控制器:用于将检测变送单元的输出信号与设定值信号进行比较,按一定的控制规律对其偏差信号进行运算,并将运算结果输出到执行器。控制器可以用来模拟仪表的控制器或用来模拟由微处理器组成的数字控制器。例如,智能车机器人的控制器就是选用数字控制器式的单片机进行控制的。

(2)执行器:是控制系统环路中的最终元件,它直接用于操纵变量变化。执行器接收控制器的输出信号,改变操纵变量。执行器可以是气动薄膜控制阀、带电气阀门定位器的电动控制阀,也可以是变频调速电动机等。教学用智能车机器人身上选用了较为高级的芯片,其输出的PWM(脉冲宽度调制)信号可以直接控制电动机转动,故本控制系统的执行器内嵌在控制器中。

(3)被控对象:是需要进行控制的设备。例如,在仿生机器人中,被控对象就是机器人各关节的舵机

(4)检测变送单元:用于检测被控变量,并将检测到的信号转换为标准信号输出。例如,仿生机器人控制系统中,检测变送单元用来检测舵机转动的角度,以便做出调整。

控制系统组成示意图如图4-1所示。

图4-1 控制系统组成示意图