Page 93 - 工业机器人控制技术研究

第三章 工业机器人的控制系统

态和伺服误差进行跟踪记录，以此对非线性模型参数进行调整，直到所有误差控
制在可接受范围内。这种操控系统参数、功能和结构会随着环境和时间变化不断
改变。人工智能系统，事前没有设置既定程序，根据操作过程中获取的环境信息

灵活输入控制指令。
（一）机器人控制系统结构类型
严格意义来讲，根据控制系统开发性大小，可以将机器人控制器分为以下三
种类型：封闭型、开放型和混合型。其中，封闭型控制器很难与其他软件、硬件

结合形成有机提醒；全开放控制系统采用了标准化接口和模块化结构设计，其每
一个零配件都可以由不同厂家生产。在此基础上，其硬件和软件可以自由组合，
形成外部传感、操控算法、人机界面等；混合型控制系统同时具有封闭和开发性
特点。目前，工业机器人控制系统主要以封闭型系统和混合型系统居多。

（二）开放式控制系统结构内涵
目前，学者们对机器人控制器开放性定义还没有形成统一意见，不同学者给
出的定义存在较大差异。不管是机器人生产者还是使用者，都希望在开放式控制
系统中获得更大效益。从这个角度出发，可以根据以下几个维度来对机器人控制

器开发程度进行评价。为了保证机器人控制系统可维护性，对其功能进行控制，
机器人控制系统必须采用开放性、标准性和通用性的配置和平台，尽量使用专门
性、定制性的控制系统。通用性开发控制系统可以减少培训成本和维护费用。

二、工业机器人控制系统主要特点

工业机器人控制系统是在传统操控技术基础上演变而来的，二者之间存在诸
多共性，但是工业机器人控制系统也有其独特的特点，主要包括以下几个方面：
工业机器人身上设置了多个关节，一般有 5~6 个活动关节，每个关节对应一个伺

服操控系统，不同伺服系统之间可以协同工作，以支配不同关节同时运动。工业
机器人主要通过手部空间运动或位移来执行操作任务。在运动控制过程中，主要
涉及复杂的坐标切换计算，还有矩阵函数换算等。工业机器人控制系统依赖于多
个多变量、非线性复杂数学模型，不同模型变量之间还具有耦合关系。因此，工

业机器人控制技术主要包括反馈、补偿、解耦合自调节等技术。
（一）控制系统的特点
同常规的控制系统相比，机器人操控的系统有些不同之处。

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