Matlab平面二维串联机械手臂的自适应PD控制(2)

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5.2 PD控制 24

5.3 自适应控制 26

总结 27

致谢 28

参考文献 29

1 绪论

1.1 机器人简介

机器人技术是综合了计算机技术、控制论、结构学、信息和传感技术、人工智能学、仿生学等多方面学科而形成的高新技术，是当代研究十分热门，应用日益广泛的技术。工业机器人由操纵器、控制器、伺服驱动系统和传感检测装置构成。机器人的特点有：仿人操作、自动控制、可重复编程。它是一种能在三维空间完成各种工作的机电一体化的自动化生产设备。特别适合于多品种、变批量的柔性生产。它对提高产品的质量、稳定性、生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用[1]。论文网

机器人的作用并不是简单意义上的代替人工劳动，而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置。它既具备人对环境状态的快速反应和分析判断能力，又有机器的可长时间持续工作、精确度高、可以抗衡恶劣环境的能力，从某种意义上说它也是机器进化过程的产物，它是工业以及非工业界的重要生产设备和服务性设备，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。

1.2 机器人学的历史

术语“机器人”是由捷克戏剧作家卡雷尔首次提出。1920年，卡雷尔在他的剧本中提到了罗素姆全能机器人，由此单词“机器人”第一次被用于捷克语。很快,这个词被应用于各种各样的机械设备。一般的说来，几乎任何在计算机控制下具有一定程度自主性的机械设备，它们在某种程度上都可以被称为机器人。在本篇论文中，术语“机器人”指的是在计算机控制下的工业机械手臂，类型如图1.1[2]。这种类型的机器人本质上是一种在计算机控制下的机械臂。这样的设备,尽管离科学小说中的全能机器人还有很大的差距,但它也是需要用先进的方法来分析描述的比较复杂的机电系统。目前这个领域有许多具有挑战性并值得研究的问题。

机器人ABB

图1.1 机器人ABB。

美国机器人研究所(RIA)官方定义机器人为:机器人是一个可编程的多功能机械手。它可以通过编程用于执行多种任务，比如可以用来移动材料、零件、工具或专门的设备。

在官方给出的定义中，机器人的编程是关键。这是计算机的大脑,给予其机器人效用和适应性。所谓的机器人,事实上是计算机的一部分。

即使这个限制版的机器人也有几个特点,这些特点使得它很快就被适用于工业生产。在介绍机器人时，人们常常提到的优点有：机器人可以减少劳动力成本,提高精度和生产率,增强适应性和更人道的工作条件，比如枯燥的、重复或危险的工作都由机器人来完成[3]。文献综述

我们所定义的机器人,诞生于两个技术的结合:远程操作设备和数控铣床技术。远程操作设备或主从设备,在第二次世界大战期间用于处理放射性材料。计算机数控技术(CNC)的发展是因为某些项目的加工精度要求很高,如高性能飞机的组件，于是便相应的促进了计算机数控技术的发展。第一个机器人基本上结合了自动控制和数控机床以及可编程遥控机器人的机械机构。

机器人能够被编程来执行一系列的行为，它的编程应用通常会涉及到某种形式的物品转移，比如编程设定让机械手移动到某个位置A，关闭夹，移动到位置B，等等。由于机器人与外界环境相互作用的增加，许多更复杂的应用，如焊接、研磨、去毛刺和装配等，不仅需要有更复杂的运动控制，也需要某种形式的外部传感器，如视觉、触觉或力传感器[4]。