模糊控制是一類(lèi)應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(lái)考 慮。 一方面,模糊控制提供一種實(shí)現基于知識(基于規則)的甚至語(yǔ)言描述的控制規律的新機理。
另一方面,模糊控制提供了一種改進(jìn)非線(xiàn)性控制器的替代方法,這些非線(xiàn)性控制器 一般用于控制含有不確定性和難以用傳統非線(xiàn)性控制理論處理的裝置。
模糊控制系統的基本結構如圖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(設定輸入)和受控系統的輸出變量,并把它們映射到一個(gè)合適的響應論 域的量程,然后,準確地輸入數據被變換為適當的語(yǔ)言值或模糊集合的標識符。本單元可 視為模糊集合的標記。
(2)知識庫
涉及應用領(lǐng)域和控制目標的相關(guān)知識,它由數據庫和語(yǔ)言(模糊)控制規則庫組成,數 據庫為語(yǔ)言控制規則的論域離散化和隸屬函數提供必要的定義、語(yǔ)言控制規則標記控制目 標和領(lǐng)域專(zhuān)家的控制策略。
(3)推理機
推理機是模糊控制系統的核心,以模糊概念為基礎,模糊控制信息可通過(guò)模糊蘊涵和 模糊邏輯的推理規則來(lái)獲取,并可實(shí)現擬人決策過(guò)程,根據模糊輸入和模糊控制規則、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)準確的或非模糊的控制作用;此準確控制作用必 須進(jìn)行逆定標(輸出定標),這一作用是在對受控過(guò)程進(jìn)行控制之前通過(guò)量程變換來(lái)實(shí)現的。
一個(gè)典型的和廣泛應用的基于知識的控制系統包含知識庫、推理機、控制規則集和/或控制算法等;推理機用于記憶所采用的規則和控制策略,根據知識進(jìn)行推理,搜索并導出結論
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)基本控制級構成的,系統的輸出是通過(guò)一組施于驅動(dòng)器的具體指令來(lái)實(shí)現的
雷伯特-克雷格位置/力混合控制器為R-C 控制器,P(q) 為機械手運動(dòng)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,末端工具的動(dòng)態(tài)性能將直接影響操作質(zhì)量
每個(gè)關(guān)節所需要的力或力矩 T, 是由五個(gè)部分組成的,第一項表示所有關(guān)節慣量的作用,各個(gè) 關(guān)節的慣量被集中在一起,存在有關(guān)節間耦合慣量的作用,第三項和第四項分別表示向心力和哥氏力的作用
有個(gè)光學(xué)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(gè)關(guān)節都有一個(gè)位置控制系統;對機器人的關(guān)節坐標點(diǎn)逐點(diǎn)進(jìn)行定位控制
機器人位置控制有時(shí)也稱(chēng)位姿控制或軌跡控制,主要有兩種機器人的位置控制結構形式,即關(guān)節空間控制結構和直角坐標空間控制結構;機器人的伺服控制結構有集中控制、分散控制和遞階控制等
液壓傳動(dòng)機器人具有結構簡(jiǎn)單、機械強度高和速度快等優(yōu)點(diǎn);一般采用液壓伺服控制閥和模擬分解器實(shí)現控制和反饋,省去中間動(dòng)力減速器,從而消除了齒隙和磨損問(wèn)題
機器人控制器具有多種結構形式,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(xiàn)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
電機與減速器是構成機器人關(guān)節驅動(dòng)系統的核心機電組件;傳感器與感知模組用于實(shí)時(shí)獲取機器人自身狀態(tài)及與環(huán)境交互信息的感知單元;機器人大腦系統負責感知和規劃決策
頻譜圖法將語(yǔ)音信號的頻譜沿著(zhù)時(shí)間軸加以展開(kāi),識別精度一般;LPC法是對語(yǔ)音信號抽取LPC系數;隱藏式馬可夫模式用于非特定人的語(yǔ)音識別,建立語(yǔ)音的狀態(tài)轉移模式
機器人通過(guò)攝像頭這些外設獲得圖像之后,利用某種算法來(lái)進(jìn)行圖像之間的變換,對圖像進(jìn)行各種操作以達到所需要實(shí)現的功能;點(diǎn)運算改善圖像的顯示效果
由圖像采集系統,圖像處理系統及信息綜合分析處理系統構成;機器人的視覺(jué),大概可以理解為“視”和“覺(jué)” 兩部分;系統主要由圖像采集部件、圖像的處理和分析、處理結果輸出裝置