第十講-機(jī)器人控制理論與技術(shù)

1、山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010/09/02,直流伺服系統(tǒng),直流電機(jī)特點(diǎn)： 1、勵(lì)磁恒定 2、電磁力矩與電樞電流成線性關(guān)系 3、電樞電壓與電機(jī)轉(zhuǎn)速成線性關(guān)系，是直流電機(jī)調(diào)速的主要手段。 4、變電壓調(diào)速簡(jiǎn)單、方便。,山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010/09/02,脈寬調(diào)制（PWM）系統(tǒng)組成：,主回路,控制回路,加法和過(guò)零比較,山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010/09/02,主回路,雙極式H型PWM變換器原理圖：,VT1和VT4為一組 VT2和VT3為另一組,山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010/09/02,實(shí)現(xiàn)方式,模擬電路 數(shù)字電路和計(jì)算機(jī),山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院

2、機(jī)電工程研究所2010/09/02,交流（永磁）同步電機(jī)調(diào)速,永磁同步電機(jī)permanent magnet synchronous motor ，縮寫為PMSM。 電磁力矩大小與相位相關(guān)： 它控式：VVVF方式 自控式：通過(guò)反饋轉(zhuǎn)子位置，實(shí)現(xiàn)同步 跟蹤。 電壓形式： 梯形：對(duì)應(yīng)無(wú)刷直流伺服電機(jī)調(diào)速。 正弦：對(duì)應(yīng)交流同步電機(jī)伺服調(diào)速。,山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010/09/02,直流調(diào)節(jié)的PMSM調(diào)速系統(tǒng),前半部與直流調(diào)速相似,山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010/09/02,感應(yīng)（異步）電機(jī)調(diào)速,轉(zhuǎn)速差產(chǎn)生電磁力矩： 1、VVVF調(diào)速 2、矢量控制,山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工

3、程研究所2010/09/02,運(yùn)動(dòng)控制卡實(shí)現(xiàn),山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010/09/02,第六章 機(jī)器人控制,6.1 概述 6.2 機(jī)器人的位置控制 6.3 機(jī)器人的力控制 6.4 示教再現(xiàn)控制方式簡(jiǎn)介 6.5 主從操作,山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010/09/02,6.1 概 述,何為是機(jī)器人控制問(wèn)題？ 根據(jù)具體的性能指標(biāo)和要求，基于機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)模型，設(shè)計(jì)其控制系統(tǒng)及控制算法，使機(jī)器人能按要求正常工作的理論與技術(shù)方法。,山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010/09/02,6.1概 述,機(jī)器人動(dòng)力學(xué)的特點(diǎn)： 1）、非線性：引起非線性的因數(shù)很多，如：機(jī)構(gòu)構(gòu)型、傳

4、動(dòng)機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)等。 2）、強(qiáng)耦合：某一關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)，會(huì)對(duì)其他關(guān)節(jié)產(chǎn)生動(dòng)力效應(yīng)，使得每個(gè)關(guān)節(jié)都要承受其他關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的擾動(dòng)。 3）、時(shí)變：動(dòng)力學(xué)參數(shù)隨關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)位置的改變而變化。,山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010/09/02,6.1.1機(jī)器人控制的特點(diǎn),1)、與機(jī)器人機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)密切相關(guān)。 2）、多自由度，甚至幾十個(gè)，相互作用且需要協(xié)調(diào)控制。 3）、機(jī)器人數(shù)學(xué)模型表現(xiàn)為非線性、強(qiáng)耦合及時(shí)變。 4）、需要最優(yōu)控制、智能控制。 5）、計(jì)算量巨大，實(shí)時(shí)性要求高。,山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010/09/02,6.1.2 機(jī)器人控制方式,1、點(diǎn)位式：只要求起、止位置，而路徑卻

5、無(wú)關(guān)緊要。 2、軌跡式：要求末端執(zhí)行器按照給定的軌跡和速度運(yùn)動(dòng)。 3、力（力矩）控制方式：對(duì)某些任務(wù)，除要準(zhǔn)確定位外，還要求使用適度的力或力矩進(jìn)行工作，這時(shí)就要利用力（力矩）伺服方式，需要實(shí)現(xiàn)力的反饋。,山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010/09/02,6.1.3 機(jī)器人控制策略,1、重力補(bǔ)償：在控制量中實(shí)時(shí)地加入一個(gè)抵消重力影響的量。 2、前饋控制：從給定信號(hào)中提取速度和加速度信號(hào)，然后跨過(guò)比較環(huán)節(jié)，把它們直接加在伺服系統(tǒng)的適當(dāng)位置上。 3、耦合慣量和摩擦力補(bǔ)償： 在高速、高精度機(jī)器人中，必須考慮一個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)會(huì)引起另一個(gè)關(guān)節(jié)的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的變化，這就是耦合慣量，它造成了各關(guān)節(jié)控制之間

6、的相互關(guān)聯(lián)和影響。 采用耦合慣量補(bǔ)償使各關(guān)節(jié)間解耦或近似解耦，達(dá)到簡(jiǎn)化控制的目的。,山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010/09/02,6.1.3 機(jī)器人控制策略,4、位置反饋： 5、觸覺(jué)、力覺(jué)、視覺(jué)反饋： 6、最優(yōu)控制：如時(shí)間最短、路徑最短、耗能最少。 7、自適應(yīng)控制：根據(jù)環(huán)境、參數(shù)等的變化，實(shí)時(shí)地調(diào)整控制規(guī)律。 8、解耦控制：使相互耦合的多變量系統(tǒng)，變成變量之間相互獨(dú)立的系統(tǒng)，以便對(duì)每個(gè)變量實(shí)施單獨(dú)控制。 9、剃階控制：即多級(jí)、多層控制。 10、魯棒控制：使系統(tǒng)對(duì)干擾具有很強(qiáng)適應(yīng)能力的一種控制技術(shù)。,山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010/09/02,4.1 概 述,基本控制原則：

7、 1）、盡可能使問(wèn)題簡(jiǎn)化。 2）、將復(fù)雜的總體系統(tǒng)控制問(wèn)題盡可能簡(jiǎn)化為多個(gè)低階子系統(tǒng)的控制問(wèn)題。 3）、一般情況下，機(jī)器人的基本控制技術(shù)可歸結(jié)為單關(guān)節(jié)控制技術(shù)和多關(guān)節(jié)控制技術(shù)，前者不考慮各關(guān)節(jié)之間的相互影響，僅需要考慮控制誤差；后者可考慮耦合作用的補(bǔ)償。,5,山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010/09/02,4.1 概 述,計(jì)算機(jī)控制簡(jiǎn)介： 計(jì)算機(jī)控制也稱數(shù)字控制或采樣控制。 它僅在采樣時(shí)刻進(jìn)行比較和計(jì)算，用階梯曲線逼近光滑連續(xù)曲線。 采樣間隙（即采樣周期）越小，控制精度越高。 必須在一個(gè)采樣周期內(nèi)完成機(jī)器人正、逆運(yùn)動(dòng)學(xué)、控制算法等的計(jì)算。 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)包括硬件和軟件兩大部分。硬件主要

8、是計(jì)算機(jī)和一些外圍電路；軟件即各種要求的算法實(shí)現(xiàn)。,5,山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010/09/02,6.1 概 述,控制任務(wù)：機(jī)器人以指定的速度、精度、運(yùn)動(dòng)軌跡抓取物體。,山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010/09/02,6.1 概 述,算法包括： 規(guī)劃末端執(zhí)行器的運(yùn)動(dòng)軌跡X(t)。 計(jì)算機(jī)器人各時(shí)刻的關(guān)節(jié)向量(t)。 計(jì)算所需控制關(guān)節(jié)力矩C(t)。 控制電流或電壓V(t)。 電動(dòng)機(jī)輸出力矩T(t)。,山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010/09/02,6.1 概 述,4.1.2 控制系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu) 機(jī)器人控制系統(tǒng)可分為四部分： 1）機(jī)器人工作任務(wù)，即給定值。 2）機(jī)器人本

9、體，即被控對(duì)象。 3）機(jī)器人控制器，它是控制系統(tǒng)的核心部分。 4）機(jī)器人感知器，即傳感器。,山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010/09/02,6.1 概 述,機(jī)器人控制系統(tǒng)硬件：一般包括三部分： 1）感知部分， 2）控制裝置：基于高性能微處理器，多處理器技術(shù)。 3）伺服驅(qū)動(dòng)部分。 機(jī)器人控制系統(tǒng)軟件： 實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)。 機(jī)器人控制算法。,機(jī)器人的控制需基于計(jì)算機(jī)控制理論與技術(shù)。,山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010/09/02,6.1 概 述,一種控制方案：?jiǎn)屋S開(kāi)環(huán)控制,1）動(dòng)力學(xué)模型的不完全。 2）噪聲、干擾的存在。,10,山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010/09/0

10、2,6.1 概 述,另一種方案（半閉環(huán)）：,從關(guān)節(jié)傳感器引回反饋，構(gòu)成反饋控制系統(tǒng)。,山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010/09/02,6.1 概 述,控制性能要求 考慮到機(jī)器人的多變量、時(shí)變、非線性、強(qiáng)耦合以及建模困難、干擾因數(shù)多等特點(diǎn)，必須根據(jù)實(shí)際工作的要求提出合理可行的控制性能指標(biāo)。除一般的控制性能指標(biāo)外，機(jī)器人通常注重如下控制性能要求： 1）在工作空間的可控性。 2）穩(wěn)定性或相對(duì)穩(wěn)定性。 3）動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能。 4）定位精度、軌跡跟蹤精度。,山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010/09/02,6.1 概 述,針對(duì)一些特殊用途的機(jī)器人，還可以進(jìn)一步提出一些性能要求。如仿人機(jī)器人，他

11、的關(guān)節(jié)多達(dá)32個(gè)以上，并雙足行走： 多軸運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)控制。 高穩(wěn)定性。 位置無(wú)超調(diào)、動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快。 處理器具有很高的處理速度。 具有較高的智能。 結(jié)構(gòu)緊湊。,山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010/09/02,6.2 機(jī)器人的位置（軌跡）控制,軌跡控制問(wèn)題： 在給定期望運(yùn)動(dòng)軌跡情況下，選擇一種控制策略，在關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)力矩的作用下，使機(jī)器人再現(xiàn)該運(yùn)動(dòng)軌跡。 該控制策略應(yīng)對(duì)初始條件誤差、傳感器噪聲、模型誤差等應(yīng)具有較好的魯棒性。 這里，一般不考慮驅(qū)動(dòng)器的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題，并假定可以對(duì)關(guān)節(jié)施加任意的力矩。,山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010/09/02,6.2 機(jī)器人的軌跡控制,6.2.1 問(wèn)題的提

12、出 總體思路：從已知的末端執(zhí)行器軌跡Xd(t)，根據(jù)逆運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題，求出個(gè)關(guān)節(jié)的位移 、速度 和加速度；進(jìn)而根據(jù)動(dòng)力學(xué)關(guān)系求出所需要的關(guān)節(jié)力矩 。,定義伺服誤差：,問(wèn)題：為使伺服誤差趨于零，如何計(jì)算驅(qū)動(dòng)力矩或如何設(shè)計(jì)控制器？,15,角度,角速度,山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010/09/02,6.2 機(jī)器人的軌跡控制,4.2.2 單關(guān)節(jié)軌跡控制 機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)方程是高度耦合的。當(dāng)機(jī)器人在低速小負(fù)載運(yùn)動(dòng)時(shí)，各關(guān)節(jié)動(dòng)力學(xué)特性中的重力和關(guān)節(jié)間耦合可以忽略，當(dāng)慣量參數(shù)變化不大時(shí)，機(jī)器人可以采用單關(guān)節(jié)位置伺服反饋控制來(lái)實(shí)現(xiàn)有效的控制，使機(jī)器人的控制問(wèn)題大大簡(jiǎn)化。并在實(shí)際中得到大量的應(yīng)用。 單關(guān)節(jié)伺

13、服控制技術(shù)原理是在機(jī)器人各關(guān)節(jié)單獨(dú)控制時(shí)，采用經(jīng)典反饋控制方法，根據(jù)穩(wěn)定性和誤差設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，設(shè)計(jì)線性反饋控制器。,山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010/09/02,6.2 機(jī)器人的軌跡控制,單關(guān)節(jié)位置反饋伺服控制系統(tǒng),d:關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角理論值，s關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角實(shí)際值。 m電機(jī)輸出轉(zhuǎn)角。 U：電樞電壓。L:電樞電感，R：電機(jī)內(nèi)阻。I：電流。 Tm:力矩，Kc:電流-力矩比例常數(shù)。 i:關(guān)節(jié)到負(fù)載的傳動(dòng)比，Jeff等效慣性矩，B：黏性摩擦系數(shù),山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010/09/02,6.2 機(jī)器人的軌跡控制,帶速度反饋的單關(guān)節(jié)位置反饋伺服控制系統(tǒng),山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010

14、/09/02,6.2 機(jī)器人的軌跡控制,介紹一種使用的控制方法： 我們假設(shè)機(jī)器人的關(guān)節(jié)是線性二階系統(tǒng)。 假設(shè)某二階阻尼-彈簧-質(zhì)量系統(tǒng)的固有響應(yīng)不能滿足我們的需要，如：欠阻尼或震蕩。 我們?nèi)绾问瓜到y(tǒng)的 行為滿足我們的需要？,山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010/09/02,6.2 機(jī)器人的軌跡控制,二階線性系統(tǒng)復(fù)習(xí)： 方程的解取決它的特征方程的根： 1）、當(dāng)b24mk時(shí)，即摩擦占主導(dǎo)，這時(shí)存在兩個(gè)不相等的負(fù)實(shí)根，其響應(yīng)稱為過(guò)阻尼(Overdamped)的，解為： 離虛軸近的根衰減的慢，稱其為主極點(diǎn)(Dominnant)。 2）、當(dāng)b24mk時(shí)，即剛性主導(dǎo)，存在共軛虛根，響應(yīng)具有震蕩行為，

15、稱其為欠阻尼(Underdamped)的，解為：令：,則：,20,山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010/09/02,6.2 機(jī)器人的軌跡控制,另一種描述震蕩二階系統(tǒng)常用的參數(shù)是：阻尼比(Damping ratio)和固有頻率(Natural frequency)，這時(shí)，特征方程變?yōu)椋?其中， 稱為阻尼比（一個(gè)取值與0和1之間的無(wú)量綱數(shù)）， 是固有頻率；這些參數(shù)與根的位置間的關(guān)系是：,這里， 是極點(diǎn)的虛部，也稱為阻尼固有頻率；對(duì)于阻尼-彈簧-質(zhì)量系統(tǒng)，有關(guān)系：,山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010/09/02,6.2 機(jī)器人的軌跡控制,對(duì)無(wú)阻尼情況(b=0)，阻尼比等于零；當(dāng)b2=4

16、mk時(shí)（稱為臨界阻尼），阻尼比等于1。 3)、當(dāng)b2=4mk時(shí)，即摩擦與剛性是“平衡”的，這時(shí)，存在兩個(gè)相等的負(fù)實(shí)根，具有最快的無(wú)震蕩響應(yīng)，稱其為臨界響應(yīng)，解為：,山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010/09/02,其中 分別稱為位置和速度控制增益。,6.2 機(jī)器人的軌跡控制,增加提供作用力的執(zhí)行 器后，系統(tǒng)的方程為： 傳感器檢測(cè)質(zhì)量塊的位置和速度，設(shè)執(zhí)行器按下列控制規(guī)律提供的作用力：,則：,可以有多種選擇,山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010/09/02,6.2 機(jī)器人的軌跡控制,上述系統(tǒng)是一個(gè)閉環(huán)位置調(diào)節(jié)系統(tǒng)，它的動(dòng)力學(xué)方程為：,這里：,調(diào)節(jié) ，我們能獲得任何所希望的二階系統(tǒng)性能

17、，例如：提高閉環(huán)系統(tǒng)剛性；選取增益來(lái)獲得臨界阻尼：,閉環(huán)系統(tǒng)模型,優(yōu)點(diǎn)：,山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010/09/02,6.2 機(jī)器人的軌跡控制,把控制規(guī)率分成兩部分：模型相關(guān)部分（如：m、b、k）和伺服部分。 模型相關(guān)部分控制律的目標(biāo)是使二階系統(tǒng)成為簡(jiǎn)單的單位質(zhì)量系統(tǒng)(m=1,b=k=0)。 設(shè)控制律為：,則：,為了使系統(tǒng)變成以 作為輸入的單位系統(tǒng)，?。?代入,得:,它是一個(gè)單位質(zhì)量的開(kāi)環(huán)系統(tǒng).,我們把模型再簡(jiǎn)化：,25,、是模型相關(guān)部分的參數(shù),山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010/09/02,6.2 機(jī)器人的軌跡控制,我們?cè)O(shè)計(jì)確定伺服部分 的控制律,與前面一樣,取:,則:,

18、可見(jiàn),伺服部分增益的選擇與系統(tǒng)參數(shù)無(wú)關(guān),變得非常簡(jiǎn)單，這就是本方案的優(yōu)點(diǎn)之一。,山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010/09/02,6.2 機(jī)器人的軌跡控制,把問(wèn)題擴(kuò)展為質(zhì)量塊跟蹤給定軌跡xd(t)運(yùn)動(dòng)。 假設(shè)軌跡是光滑的，在任意時(shí)刻由軌跡發(fā)生器提供。定義希望軌跡與實(shí)際軌跡之間的伺服誤差為：,取伺服控制規(guī)律為：,單位質(zhì)量動(dòng)力學(xué)方程成為：,或：,這是二階微分方程，通過(guò)選擇系數(shù)，可得到任何所希望的相應(yīng)。,軌跡跟蹤問(wèn)題：,山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010/09/02,它描述了相對(duì)理想軌跡的響應(yīng)誤差的進(jìn)化情況，相應(yīng)的方框圖為：,6.2 機(jī)器人的軌跡控制,方程：,山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工

19、程研究所2010/09/02,6.2 機(jī)器人的軌跡控制,抗干擾分析： 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的之一就是提供抗干擾能力，即使存在干擾或噪聲，也能獲得滿意的性能。假設(shè)軌跡跟蹤系統(tǒng)受到一干擾力fdist的作用，如圖所示。,對(duì)應(yīng)的誤差方程為：,山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010/09/02,6.2 機(jī)器人的軌跡控制,誤差方程 是一個(gè)干擾力驅(qū)動(dòng)的非齊次微分方程，如果方程中的系數(shù)選的合適，且干擾力是有界的，那么，可以證明：方程的解也將是有界的，這保證了：至少對(duì)有界的干擾，系統(tǒng)是穩(wěn)定的。,穩(wěn)態(tài)分析：,令方程： 中的導(dǎo)數(shù)為零，得到穩(wěn)態(tài)方程：,很清楚，位置增益越大，穩(wěn)態(tài)誤差將越小。,30,山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院

20、機(jī)電工程研究所2010/09/02,6.2 機(jī)器人的軌跡控制,添加積分項(xiàng)： 為了減小穩(wěn)態(tài)誤差，我們?cè)诳刂坡芍性黾右粋€(gè)積分項(xiàng)，變?yōu)椋?這就是所謂的時(shí)域表示的PID控制，相應(yīng)的誤差方程變?yōu)椋?增加積分項(xiàng)后，可使當(dāng)常值干擾出現(xiàn)時(shí)，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差為零。,將上式等號(hào)兩邊求導(dǎo)，可得：,穩(wěn)態(tài)時(shí)，變?yōu)椋?山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010/09/02,6.2 機(jī)器人的軌跡控制,假設(shè)齒輪系統(tǒng)、軸、軸承和桿件都是剛性的，關(guān)節(jié)由直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)。 我們知道： 其中V為電荷運(yùn)動(dòng)速度。 對(duì)電機(jī)有：輸出力矩： 其中， 稱為電機(jī)力矩常數(shù)， 為電樞電流。 也就是說(shuō)，直流電機(jī)輸出力矩與其電樞電流成正比。,山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)

21、院機(jī)電工程研究所2010/09/02,6.2 機(jī)器人的軌跡控制,電機(jī)-電樞電感 電樞的等效電力圖為：,等效電壓方程為：,我們知道，電機(jī)輸出力矩與流過(guò)轉(zhuǎn)子繞組的電流成正比，從電壓方程看，實(shí)現(xiàn)所需轉(zhuǎn)子電流的方法有：調(diào)節(jié)電壓源電壓Va或轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 。我們希望由電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路來(lái)控制電機(jī)輸出力矩的大小，驅(qū)動(dòng)電路通過(guò)不斷地調(diào)節(jié)電壓源電壓來(lái)獲得所期望的流過(guò)轉(zhuǎn)子繞組的電流。這樣的電路稱為電流放大器。,研究繞組電流:,山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程研究所2010/09/02,6.2 機(jī)器人的軌跡控制,我們知道，流過(guò)電感的電流不會(huì)發(fā)生突變，存在一個(gè)時(shí)間響應(yīng)過(guò)程，當(dāng)這個(gè)響應(yīng)過(guò)程所用時(shí)間比閉環(huán)控制系統(tǒng)的固有周期小很多時(shí)，我們就可以忽略它的影響。,電感相當(dāng)于低通濾波器，它的存在會(huì)影響電流的反應(yīng)速度；當(dāng)閉環(huán)系統(tǒng)的固有頻率大大小于電流驅(qū)動(dòng)電路中的低通濾波器轉(zhuǎn)折頻率時(shí)，忽略電感的影響是合理的。,電壓方程的左邊就相當(dāng)于一力矩源，當(dāng)電壓增加，力矩會(huì)提高，使電機(jī)轉(zhuǎn)速增加，相應(yīng)反電動(dòng)勢(shì)提高，達(dá)到新的電壓平衡。 力矩 控制電流