遞階控制系統(tǒng)
由薩里迪斯和梅斯特爾(Mystel) 等人提出的遞階智能控制是按照精度隨智能降低而提高的原理(IPDI) 分J分布的,這一原理是遞階管理系統(tǒng)中常用的。
智能控制系統(tǒng)是由三個基本控制J構(gòu)成的,其J聯(lián)交互結(jié)構(gòu)如圖5-20所示。
圖中f
為自執(zhí)行J至協(xié)調(diào)J的在線反饋信號; f 為自協(xié)調(diào)J至組織J的離線反饋信號; C={c₁,
C₂,…,Cm} 為輸入指令; U={u₁,u₂,…,um} 為分類器的輸出信號,即組織器的輸入
信號。
遞階智能控制系統(tǒng)是個整體,它把定性的用戶指令變換為一個物理操作序列。系統(tǒng)的輸出是通過一組施于驅(qū)動器的具體指令來實現(xiàn)的。其中,組織J代表控制系統(tǒng)的主導思 想,并由人工智能起控制作用。協(xié)調(diào)J是上(組織)J和下(執(zhí)行)J間的接口,承上啟下, 并由人工智能和運籌學共同作用。執(zhí)行J是遞階控制的底層,要求具有較高的精度和較低 的智能,它按控制論進行控制,對相關過程執(zhí)行適當?shù)目刂谱饔谩?
遞階智能控制系統(tǒng)遵循提高精度而降低智能(IPDI) 的原理。概率模型用于表示組織J 推理、規(guī)劃和決策的不確定性、指定協(xié)調(diào)J的任務以及執(zhí)行J的控制作用。采用熵來度量 智能機器執(zhí)行各種指令的效果,并采用熵進行Z優(yōu)決策。
本方法為使自主智能控制系統(tǒng)適應現(xiàn)代工業(yè)、空間探索、核處理和醫(yī)學等領域的需要提 供了一個有效途徑。圖5-21表示具有視覺反饋的PUMA 600機械手的智能系統(tǒng)分J結(jié)構(gòu)圖。
雷伯特-克雷格位置/力混合控制器為R-C 控制器,P(q) 為機械手運動學方程;T 為力變換矩陣; 操作空間力和位置混合控制系統(tǒng),末端工具的動態(tài)性能將直接影響操作質(zhì)量
每個關節(jié)所需要的力或力矩 T, 是由五個部分組成的,第一項表示所有關節(jié)慣量的作用,各個 關節(jié)的慣量被集中在一起,存在有關節(jié)間耦合慣量的作用,第三項和第四項分別表示向心力和哥氏力的作用
有個光學編碼器,以便與測速發(fā)電機一起組成位置和速度反饋,是一種定位裝置,它的每個關節(jié)都有一個位置控制系統(tǒng);對機器人的關節(jié)坐標點逐點進行定位控制
機器人位置控制有時也稱位姿控制或軌跡控制,主要有兩種機器人的位置控制結(jié)構(gòu)形式,即關節(jié)空間控制結(jié)構(gòu)和直角坐標空間控制結(jié)構(gòu);機器人的伺服控制結(jié)構(gòu)有集中控制、分散控制和遞階控制等
液壓傳動機器人具有結(jié)構(gòu)簡單、機械強度高和速度快等優(yōu)點;一般采用液壓伺服控制閥和模擬分解器實現(xiàn)控制和反饋,省去中間動力減速器,從而消除了齒隙和磨損問題
機器人控制器具有多種結(jié)構(gòu)形式,包括非伺服控制、伺服控制、位置和速度反饋控制、力(力矩)控制、基于傳感器的控制、非線性控制、分解加速度控制、滑?刂、最優(yōu) 控制、自適應控制、遞階控制以及各種智能控制等
電機與減速器是構(gòu)成機器人關節(jié)驅(qū)動系統(tǒng)的核心機電組件;傳感器與感知模組用于實時獲取機器人自身狀態(tài)及與環(huán)境交互信息的感知單元;機器人大腦系統(tǒng)負責感知和規(guī)劃決策
頻譜圖法將語音信號的頻譜沿著時間軸加以展開,識別精度一般;LPC法是對語音信號抽取LPC系數(shù);隱藏式馬可夫模式用于非特定人的語音識別,建立語音的狀態(tài)轉(zhuǎn)移模式
機器人通過攝像頭這些外設獲得圖像之后,利用某種算法來進行圖像之間的變換,對圖像進行各種操作以達到所需要實現(xiàn)的功能;點運算改善圖像的顯示效果
由圖像采集系統(tǒng),圖像處理系統(tǒng)及信息綜合分析處理系統(tǒng)構(gòu)成;機器人的視覺,大概可以理解為“視”和“覺” 兩部分;系統(tǒng)主要由圖像采集部件、圖像的處理和分析、處理結(jié)果輸出裝置
全局規(guī)劃方法依照已獲取的環(huán)境信息,給機器人規(guī)劃出一條路徑,路徑的精確程度取決于獲取環(huán)境信息的準確程度;局部規(guī)劃方法側(cè)重于考慮機器人當前的局部環(huán)境信息
機器人的視覺系統(tǒng)是通過圖像和距離等傳感器來獲取環(huán)境對象的圖像、顏色和距離等信息,然后傳遞給圖像處理器,利用計算機從二維圖像中理解和構(gòu)造出三維世界的真實模型