运动控制系统PPT第1章 绪论

复杂领域的智能运动控制系统研究第一章绪论随着机器人技术和人工智能技术的不断发展，智能运动控制系统在越来越多的复杂领域得到应用。

例如，智能制造业、智能交通等领域。

智能运动控制系统通过传感器、控制器、执行器等组成的硬件系统，实现对机器人或设备的运动轨迹、速度、力度等进行控制和调节。

在复杂的环境下，智能运动控制系统可以自主识别环境因素，并作出相应的动作调整。

因此，智能运动控制系统在提高运动控制精度、提高机器人或设备的操作安全性等方面发挥了重要作用。

本文从机器人智能运动控制系统的构成、关键技术、应用现状等方面进行研究和探讨。

通过对相关领域的案例分析，总结出智能运动控制系统未来的发展方向。

第二章智能运动控制系统构成智能运动控制系统主要由传感器、控制器、执行器等部分组成。

其中，传感器主要用于感知机器人或设备的位置、速度、力度等关键信息。

控制器则负责运动轨迹规划、控制和调节。

执行器则是实现控制器的指令，完成机器人或设备的动作执行。

2.1 传感器传感器是智能运动控制系统中最为关键的组成部分之一。

传感器主要用于感知机器人或设备的位置、速度、力度等信息。

根据不同的感知对象，传感器的种类也不同。

例如，用于感知轨迹的传感器可以采用视觉传感器，而用于感知力度的传感器可以采用压力传感器等。

2.2 控制器控制器是智能运动控制系统中中枢部分，主要负责运动控制的规划、控制和调节。

控制器需要不断地读取传感器输出的机器人或设备的位置、速度、力度等关键信息，并依据事先定义好的运动轨迹和其他控制算法进行计算，生成机器人或设备的下一次动作指令。

控制器还需要不断地监控机器人或设备的状态，及时进行控制和调节，确保机器人或设备能够按照事先定义好的运动轨迹进行运动。

2.3 执行器执行器是智能运动控制系统中最为直接的组成部分，主要负责对机器人或设备的动作进行执行。

执行器种类也根据机器人或设备不同而不同。

例如，用于驱动机器人轮子的执行器可以采用电机，而用于控制机器人爪子张合的执行器则可以采用气动缸等。

西北工业大学硕士学位论文第一章绪论图１－１ＬｉｔｔｌｅＤｏｇ图１－２ＢｉｇＤｏｇＬｉｔｔｌｅＤｏｇ是由ＤＡＲＰＡ（美国国防部高级研究项目署）资助，波士顿动力公司研制的四足机器人（如图１－１所示）。

ＬｉｔｔｌｅＤｏｇ采用电机驱动，每条腿上装有３个电机，采用便携式计算机控制，机器人装有检测关节角度、电机电流、航向、脚与地之间的接触等用途的传感器，采用无线通信模块传送数据，随身携带的锂离子聚合物电池可以保证机器人运行３０分钟。

科学家们通过该机器人来研究电机、动力控制、对环境的感知和粗糙地形下的运动等问题。

ＢｉｇＤｏｇ也是由ＤＡＲＰＡ资助，波士顿动力公司研制的四足机器入（如图１．２所示），ＢｉｇＤｏｇ与ＬｉｔｔｌｅＤｏｇ相比性能得到了大幅度的提高，号称是目前世界上最先进的四足机器人。

ＢｉｇＤｏｇ长为ｌ米、高为Ｏ．７米、重量为７５千克，采用液压驱动，由汽油发动机提供动力，采用随身携带的计算机控制，装有位置、力、陀螺仪等传感器。

ＢｉｇＤｏｇ的环境适应能力特别强，可以在山地、沼泽地、雪地等路面上行走，目前可以３．３英里／４，时的速度小跑，可以爬越３５度的坡面，负载１２０磅。

二、四足机器人Ｐａｔｒｕｓｈ和Ｔｅｋｋｅｎ［８Ｊ日本电信大学的Ｈ．ＫｉＩｌｌｕＩａ等于十几年前开始研究四足机器人，先后研制出四足机器人Ｐａｔｒｕｓｈ－１１９１、Ｐａｔｒｕｓｈ－ＩＩｌｌ０１、Ｔｅｋｋｅｎ－Ｉ［“Ｉ、Ｔｅｋｋｅｎ－ＩＩ［１２】【１３１和Ｔｅｋｋｅｎ．Ⅳ【１４】（如图ｌ－３所示）。

以Ｔｅｋｋｅｎ－ＩＩ为例来介绍其特征，Ｔｅｋｋｅｎ－ＩＩ的外形尺寸为３０Ｘ１４Ｘ２７．５ｃｍ，含电池重４．３ｋｇ，共１６个关节（每条腿４个关节，３个主动关节，一个被动关节），采用直流伺服电机驱动、并配有减速箱，配有编码盘、陀螺仪、倾角计和接触传感器，控制器采用ＰＣ机、操作系统为ＲＴ－Ｌｉｎｕｘ，通过遥控器操作机器人Ｉｌ”。

Ⅺｍｎｆａ将中枢模式发生器ＣＰＧ网络与牵张反射、伸肌反射、屈肌反射等机理结合，实现了所研制的四足机器人Ｔｅｋｋｅｎ在复杂地形下的自适应运动，可以实现行走（ｗａｌｋ）、同侧跑（ｐａｃｅ）、对角跑（ｔｒｏｔ）和奔跑（ｇａｌｌｏｐ）步态，能避障、越障、爬坡，Ｔｅｋｋｅｎ．ＩＶ最高速度达１．５ｍ／ｓ［１６Ｊ。