Οι μέθοδοι ελέγχου για τα ρομπότ χωρίζονται σε διάφορους τύπους ανάλογα με την ποσότητα ελέγχου και τον αλγόριθμο ελέγχου. Τα παρακάτω περιγράφουν τις συνήθως χρησιμοποιούμενες μεθόδους ελέγχου ρομπότ για κάθε τύπο.
I. Ταξινόμηση σύμφωνα με τον όγκο ελέγχου
Σύμφωνα με τον διαφορετικό χώρο στον οποίο βρίσκεται ο όγκος ελέγχου, ο έλεγχος ρομπότ μπορεί να κατηγοριοποιηθεί σε έλεγχο στον κοινό χώρο και στον έλεγχο στον καρτεσιανό χώρο. Για τα διαδοχικά ρομπότ πολλαπλών συνθηκών, ο έλεγχος του κοινού χώρου είναι για τον έλεγχο των μεταβλητών σε κάθε άρθρωση του ρομπότ και ο καρτεσιανός έλεγχος του χώρου είναι για τον έλεγχο των μεταβλητών στο τέλος του ρομπότ. Σύμφωνα με τις διαφορετικές ποσότητες ελέγχου, ο έλεγχος ρομπότ μπορεί να κατηγοριοποιηθεί ως: έλεγχος θέσης, έλεγχος ταχύτητας, έλεγχος επιτάχυνσης, έλεγχος δύναμης, υβριδικός έλεγχος δύναμης, κλπ. Αυτοί οι έλεγχοι μπορούν να είναι είτε έλεγχοι χώρου κοινών είτε τελικοί έλεγχοι καρτεσιανού χώρου.
Ο στόχος του ελέγχου θέσης είναι να γίνει οι αρθρώσεις ή τα άκρα του ελεγχόμενου ρομπότ να φτάσουν στην επιθυμητή θέση. Το παρακάτω είναι ένα παράδειγμα ελέγχου θέσης κοινού χώρου για ένα ρομπότ. Το σφάλμα που λαμβάνεται με τη σύγκριση της δεδομένης τιμής της θέσης της άρθρωσης με την τρέχουσα τιμή χρησιμοποιείται ως είσοδος στον ελεγκτή θέσης και η έξοδος του χρησιμοποιείται ως δεδομένη τιμή του ελέγχου ταχύτητας άρθρωσης μετά τη λειτουργία του ελεγκτή θέσης. Ο ελεγκτής θέσης της άρθρωσης χρησιμοποιεί συχνά τον αλγόριθμο PID, μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί αλγόριθμος ασαφούς ελέγχου.
Πρώτον, υπολογίζεται η επιτάχυνση ελέγχου του τελικού εργαλείου. Στη συνέχεια, η αντίστοιχη επιτάχυνση κάθε άρθρωσης αποσυντίθεται με βάση την τελική θέση, την ταχύτητα και την προσδοκία επιτάχυνσης, καθώς και την τρέχουσα τελική θέση, τη θέση της άρθρωσης και την ταχύτητα και στη συνέχεια η ροπή ελέγχου υπολογίζεται χρησιμοποιώντας τις κινητικές εξισώσεις για την αποσύνθεση του ελέγχου επιτάχυνσης , η οποία πρέπει να ελέγχεται ροπή για κάθε άρθρωση.
Δεδομένου ότι η κοινή δύναμη/ροπή δεν είναι εύκολο να μετρηθεί άμεσα και το ρεύμα του κινητήρα του κινητήρα μπορεί να αντικατοπτρίζει καλύτερα τη ροπή του κινητήρα του κινητήρα, το ρεύμα του κινητήρα χρησιμοποιείται συχνά για να υποδεικνύει την τρέχουσα μετρούμενη τιμή της κοινής δύναμης/ ροπή. Ο ελεγκτής δύναμης ελέγχει τον κινητήρα της άρθρωσης για να παρουσιάζει τα επιθυμητά χαρακτηριστικά δύναμης/ροπής που βασίζονται στην απόκλιση μεταξύ της επιθυμητής τιμής της δύναμης/ροπής και της μετρούμενης τιμής.
Αποτελείται από δύο μέρη: έλεγχος θέσης και έλεγχος δύναμης. Ο έλεγχος της θέσης είναι ένας έλεγχος PI, που δίνεται ως καρτεσιανή θέση χώρου του άκρου του ρομπότ, και η κατεσιανή ανάδραση θέσης χώρου του τέλους λαμβάνεται από τη θέση στον κοινό χώρο μετά τον κινηματικό υπολογισμό. Στο σχήμα, το T είναι το κινηματικό μοντέλο του ρομπότ και το J είναι ο πίνακας Jacobi του ρομπότ. Η διαφορά μεταξύ της δεδομένης τιμής της τελικής θέσης και της τρέχουσας τιμής μετατρέπεται σε αύξηση θέσης στον κοινό χώρο χρησιμοποιώντας την αντίστροφη μήτρα της μήτρας Jacobi, η οποία στη συνέχεια χρησιμοποιείται ως μέρος της αύξησης της θέσης της άρθρωσης μετά από μια λειτουργία PI.
Ο έλεγχος δύναμης ελέγχεται επίσης από το PI και δίνεται ως η καρτεσιανή δύναμη/ροπή ροπής στο τέλος του ρομπότ, με ανατροφοδότηση που λαμβάνεται από μετρήσεις αισθητήρα δύναμης/ροπής. Η διαφορά μεταξύ της δεδομένης τιμής και της τρέχουσας τιμής της τελικής δύναμης/ροπής μετατρέπεται σε μια δύναμη/στιγμή στον κοινό χώρο χρησιμοποιώντας τη μήτρα μεταφοράς της μήτρας Jacobi. Η δύναμη/η στιγμή στον κοινό χώρο χρησιμοποιείται ως ένα άλλο μέρος της αύξησης της θέσης της κοινής θέσης μετά τη λειτουργία PI. Οι εξόδους του τμήματος ελέγχου θέσης και του τμήματος ελέγχου δύναμης προστίθενται μαζί ως η επιθυμητή τιμή της αύξησης της θέσης των αρθρώσεων του ρομπότ. Το ρομπότ χρησιμοποιεί τον αυξητικό έλεγχο για τον έλεγχο της θέσης καθενός από τις αρθρώσεις του. Ο υβριδικός έλεγχος της θέσης δύναμης που φαίνεται στο σχήμα 1-5 είναι μόνο ένα απλό σχήμα στον υβριδικό έλεγχο δύναμης-θέσης, το οποίο είναι μια απλοποιημένη μορφή του υβριδικού ελέγχου θέσης RC (RAIBERT-CRAIG) και μερικές απαραίτητες διορθώσεις πρέπει να γίνουν για συγκεκριμένα περιβάλλοντα σε πρακτικές εφαρμογές.
II, ταξινόμηση σύμφωνα με τον αλγόριθμο ελέγχου
Σύμφωνα με τους αλγόριθμους ελέγχου, οι μέθοδοι ελέγχου των ρομπότ μπορούν να κατηγοριοποιηθούν σε έλεγχο PID, στον έλεγχο μεταβλητής δομής, στον προσαρμοστικό έλεγχο, στον ασαφές έλεγχο, στον έλεγχο του δικτύου νευρώνων και σε άλλες μεθόδους. Ορισμένη βιβλιογραφία ταξινομεί επίσης τους υφιστάμενους αλγόριθμους ελέγχου σε έλεγχο κατωφλίου λογικού, έλεγχο PID, έλεγχο μεταβλητής δομής μεταβλητής δομής, έλεγχος νευρωνικού δικτύου και ασαφούς ελέγχου. Αυτές οι μέθοδοι ελέγχου δεν είναι απομονωμένες και συχνά χρησιμοποιούνται μαζί σε ένα σύστημα ελέγχου.
1, έλεγχος PID
Στην πρακτική της μηχανικής, ο πιο ευρέως χρησιμοποιούμενος νόμος για τον έλεγχο του ρυθμιστή για τον αναλογικό, ενσωματωμένο, διαφορικό έλεγχο, που αναφέρεται ως έλεγχος PID, επίσης γνωστός ως ρύθμιση PID.PID ΕΛΕΓΧΟΣ έχει εισαχθεί σχεδόν 70 χρόνια ιστορίας, είναι απλό, σταθερό, αξιόπιστο , Εύκολο στην προσαρμογή και έχει γίνει μια από τις κύριες τεχνολογίες του βιομηχανικού ελέγχου. Όταν η δομή και οι παράμετροι του ελεγχόμενου αντικειμένου δεν μπορούν να κατακτηθούν πλήρως ή να μην έχουν πρόσβαση σε ακριβή μαθηματικά μοντέλα, η θεωρία ελέγχου άλλων τεχνολογιών είναι δύσκολη στη χρήση, η δομή και οι παραμέτρους του ελεγκτή συστήματος πρέπει να βασίζονται στην εμπειρία και τον εντοπισμό του πεδίου Για τον προσδιορισμό της εφαρμογής της τεχνολογίας ελέγχου PID είναι πιο βολική.
Δηλαδή, όταν δεν κατανοούμε πλήρως ένα σύστημα και το ελεγχόμενο αντικείμενο ή δεν μπορούν να είναι αποτελεσματικά μέσα μέτρησης για να ληφθούν οι παραμέτρους του συστήματος, οι πιο κατάλληλες για την τεχνολογία ελέγχου PID.pid Control, στην πράξη, υπάρχουν επίσης PI και PD Control.PID Controller βασίζεται στο σφάλμα του συστήματος, στη χρήση αναλογικού, ενσωματωμένου, διαφορικού υπολογισμού της ποσότητας ελέγχου ελέγχου για τον έλεγχο.
2, Έλεγχος μεταβλητής δομής
Ο έλεγχος μεταβλητής δομής είναι ένα σχήμα ελέγχου που αναπτύχθηκε από τη Σοβιετική Ένωση στη δεκαετία του 1950. Ο λεγόμενος έλεγχος μεταβλητής δομής σημαίνει ότι το σύστημα ελέγχου έχει πολλαπλούς ελεγκτές και διαφορετικοί ελεγκτές χρησιμοποιούνται σε διαφορετικές καταστάσεις σύμφωνα με ορισμένους κανόνες. Η χρήση του ελέγχου μεταβλητής δομής έχει πολλά πλεονεκτήματα που δεν βρίσκονται σε άλλους ελέγχους και μπορεί να συνειδητοποιήσει τον έλεγχο μιας κατηγορίας μη γραμμικών συστημάτων με αβέβαιες παραμέτρους.
3, προσαρμοστικός έλεγχος
Ο λεγόμενος προσαρμοστικός έλεγχος, αναφέρεται στις εισόδους ή οι διαταραχές του συστήματος που εμφανίζονται σε ένα ευρύ φάσμα αλλαγών, το σχεδιασμένο σύστημα μπορεί να προσαρμόσει προσαρμοστικά τις παραμέτρους του συστήματος ή τη στρατηγική ελέγχου, έτσι ώστε η έξοδος να μπορεί να ικανοποιήσει τις απαιτήσεις σχεδιασμού, τη βασική δομή όπως φαίνεται Στο σχήμα 2-1. Ο προσαρμοστικός έλεγχος ασχολείται με συστήματα με "αβεβαιότητα" και επιδιώκει να μειώσει αυτή την αβεβαιότητα παρατηρώντας την κατάσταση των τυχαίων μεταβλητών και αναγνωρίζοντας το μοντέλο του συστήματος. Το αποτέλεσμα είναι συχνά το επίτευγμα ορισμένων στόχων ελέγχου, δηλαδή, ο "βέλτιστος έλεγχος" αντικαθίσταται από "αποτελεσματικό έλεγχο".
Τα προσαρμοστικά συστήματα ελέγχου μπορούν να κατηγοριοποιηθούν σε συστήματα προσαρμοσμένου ελέγχου που έχουν αναφερθεί σε μοντέλο, συστήματα αυτο-διορθωτικών ελέγχων, συστήματα αυτο-βελτιστοποίησης, συστήματα ελέγχου μεταβλητού δομής και έξυπνα συστήματα προσαρμοστικού ελέγχου σύμφωνα με τις αρχές τους. Μεταξύ αυτών των τύπων προσαρμοστικών συστημάτων ελέγχου, τα συστήματα προσαρμοσμένου ελέγχου που έχουν αναφερθεί στο μοντέλο και τα αυτο-διορθωτικά συστήματα ελέγχου είναι πιο ώριμα και χρησιμοποιούνται συνήθως.
4, ασαφής έλεγχος
Σε ασαφές έλεγχο, οι εισροές είναι ασαφείς κβαντοποιημένες για να γίνουν ασαφείς μεταβλητές, υπάρχουν ασαφείς μεταβλητές που αιτιολογούνται με ασαφείς κανόνες για την απόκτηση ασαφείς εξόδους και μετά την αποπροσανατολισμό για να ληφθούν σαφείς εξόδους για τον έλεγχο. Ο ασαφής έλεγχος ήταν ο πρώτος
Προτάθηκε από τον καθηγητή Zadeh του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια το 1965 και το 1974, ο EH Mamdani του Ηνωμένου Βασιλείου εφάρμοσε επιτυχώς τον ασαφές έλεγχο στον έλεγχο του λέβητα και του ατμομηχανή. Στη συνέχεια, ο ασαφής έλεγχος έχει αναπτυχθεί γρήγορα στον τομέα του ελέγχου και έχει αποκτήσει μεγάλο αριθμό επιτυχημένων εφαρμογών.
5, έλεγχος δικτύου νευρώνων
Ο έλεγχος του νευρικού δικτύου είναι ένας από τους κλάδους των συνόρων στον τομέα του αυτόματου ελέγχου που αναπτύχθηκε στα τέλη της δεκαετίας του 1980. Πρόκειται για ένα νέο κλάδο του έξυπνου ελέγχου, ο οποίος ανοίγει έναν νέο τρόπο επίλυσης των προβλημάτων ελέγχου των σύνθετων μη γραμμικών, αβέβαιων και αβέβαιων συστημάτων. Ο έλεγχος του νευρικού δικτύου είναι προϊόν του συνδυασμού (τεχνητής) θεωρίας και θεωρίας ελέγχου του νευρικού δικτύου και είναι μια αναπτυσσόμενη πειθαρχία. Συγκεντρώνει θεωρίες, τεχνικές, μέθοδοι και αποτελέσματα έρευνας από κλάδους, όπως τα μαθηματικά, τη βιολογία, τη νευροφυσιολογία, την επιστήμη του εγκεφάλου, τη γενετική, την τεχνητή νοημοσύνη, την επιστήμη των υπολογιστών, τον αυτόματο έλεγχο κλπ. Η βασική δομή της παρουσιάζεται στο σχήμα {1}}.
Στον τομέα του ελέγχου, το σύστημα ελέγχου με ικανότητα μάθησης ονομάζεται σύστημα ελέγχου μάθησης, το οποίο ανήκει στο έξυπνο σύστημα ελέγχου. Ο νευρικός έλεγχος είναι με ικανότητα μάθησης και ανήκει στον έλεγχο της μάθησης, ο οποίος είναι ένας κλάδος του έξυπνου ελέγχου. Η ανάπτυξη του νευρικού ελέγχου μέχρι στιγμής, αν και μόνο περισσότερα από δέκα χρόνια ιστορίας, υπήρξαν ποικίλες δομές ελέγχου. Όπως ο νευρωνικός έλεγχος πρόβλεψης, ο έλεγχος του νευρικού αντίστροφου συστήματος και ούτω καθεξής.