模糊控制是一類應(yīng)用模糊集合理論的控制方法。模糊控制的有效性可從兩個(gè)方面來考 慮。 一方面,模糊控制提供一種實(shí)現(xiàn)基于知識(基于規(guī)則)的甚至語言描述的控制規(guī)律的新機(jī)理。
另一方面,模糊控制提供了一種改進(jìn)非線性控制器的替代方法,這些非線性控制器 一般用于控制含有不確定性和難以用傳統(tǒng)非線性控制理論處理的裝置。
模糊控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)如圖5-23所示。其中,模糊控制器由模糊化接口、知識庫、 推理機(jī)和模糊判決接口4個(gè)基本單元組成。
(1)模糊化接口
測量輸入變量(設(shè)定輸入)和受控系統(tǒng)的輸出變量,并把它們映射到一個(gè)合適的響應(yīng)論 域的量程,然后,準(zhǔn)確地輸入數(shù)據(jù)被變換為適當(dāng)?shù)恼Z言值或模糊集合的標(biāo)識符。本單元可 視為模糊集合的標(biāo)記。
(2)知識庫
涉及應(yīng)用領(lǐng)域和控制目標(biāo)的相關(guān)知識,它由數(shù)據(jù)庫和語言(模糊)控制規(guī)則庫組成,數(shù) 據(jù)庫為語言控制規(guī)則的論域離散化和隸屬函數(shù)提供必要的定義、語言控制規(guī)則標(biāo)記控制目 標(biāo)和領(lǐng)域?qū)<业目刂撇呗浴?
(3)推理機(jī)
推理機(jī)是模糊控制系統(tǒng)的核心,以模糊概念為基礎(chǔ),模糊控制信息可通過模糊蘊(yùn)涵和 模糊邏輯的推理規(guī)則來獲取,并可實(shí)現(xiàn)擬人決策過程,根據(jù)模糊輸入和模糊控制規(guī)則、模 糊推理求解模糊關(guān)系方程,獲得模糊輸出。
(4)模糊判決接口
起到模糊控制的推斷作用,并產(chǎn)生一個(gè)準(zhǔn)確的或非模糊的控制作用;此準(zhǔn)確控制作用必 須進(jìn)行逆定標(biāo)(輸出定標(biāo)),這一作用是在對受控過程進(jìn)行控制之前通過量程變換來實(shí)現(xiàn)的。
一個(gè)典型的和廣泛應(yīng)用的基于知識的控制系統(tǒng)包含知識庫、推理機(jī)、控制規(guī)則集和/或控制算法等;推理機(jī)用于記憶所采用的規(guī)則和控制策略,根據(jù)知識進(jìn)行推理,搜索并導(dǎo)出結(jié)論
遞階智能控制是按照精度隨智能降低而提高的原理(IPDI) 分級分布的,由三個(gè)基本控制級構(gòu)成的,系統(tǒng)的輸出是通過一組施于驅(qū)動器的具體指令來實(shí)現(xiàn)的
雷伯特-克雷格位置/力混合控制器為R-C 控制器,P(q) 為機(jī)械手運(yùn)動學(xué)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(gè)關(guān)節(jié)所需要的力或力矩 T, 是由五個(gè)部分組成的,第一項(xiàng)表示所有關(guān)節(jié)慣量的作用,各個(gè) 關(guān)節(jié)的慣量被集中在一起,存在有關(guān)節(jié)間耦合慣量的作用,第三項(xiàng)和第四項(xiàng)分別表示向心力和哥氏力的作用
有個(gè)光學(xué)編碼器,以便與測速發(fā)電機(jī)一起組成位置和速度反饋,是一種定位裝置,它的每個(gè)關(guān)節(jié)都有一個(gè)位置控制系統(tǒng);對機(jī)器人的關(guān)節(jié)坐標(biāo)點(diǎn)逐點(diǎn)進(jìn)行定位控制
機(jī)器人位置控制有時(shí)也稱位姿控制或軌跡控制,主要有兩種機(jī)器人的位置控制結(jié)構(gòu)形式,即關(guān)節(jié)空間控制結(jié)構(gòu)和直角坐標(biāo)空間控制結(jié)構(gòu);機(jī)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(jī)器人具有結(jié)構(gòu)簡單、機(jī)械強(qiáng)度高和速度快等優(yōu)點(diǎn);一般采用液壓伺服控制閥和模擬分解器實(shí)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(jī)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?刂啤⒆顑(yōu) 控制、自適應(yīng)控制、遞階控制以及各種智能控制等
電機(jī)與減速器是構(gòu)成機(jī)器人關(guān)節(jié)驅(qū)動系統(tǒng)的核心機(jī)電組件;傳感器與感知模組用于實(shí)時(shí)獲取機(jī)器人自身狀態(tài)及與環(huán)境交互信息的感知單元;機(jī)器人大腦系統(tǒng)負(fù)責(zé)感知和規(guī)劃決策
頻譜圖法將語音信號的頻譜沿著時(shí)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(jī)器人通過攝像頭這些外設(shè)獲得圖像之后,利用某種算法來進(jìn)行圖像之間的變換,對圖像進(jìn)行各種操作以達(dá)到所需要實(shí)現(xiàn)的功能;點(diǎn)運(yùn)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(jī)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