简易机器人——电机的控制

控制机器人的方法
有多种方法可以控制机器人，以下是其中一些常见的方法：
1. 遥控器：使用无线遥控器或手持设备发送指令，远程控制机器人的运动和操作。

2. 编程控制：使用编程语言编写代码，通过控制机器人的主控板或控制系统来实现对机器人的控制。

3. 自动化控制：通过传感器和反馈系统来实现自动控制，机器人能够根据环境的变化自主调整行为。

4. 视觉控制：使用摄像头或其他传感器来获取图像信息，然后通过图像处理和计算机视觉算法来识别并控制机器人的行动。

5. 语音控制：通过语音识别技术，将语音命令转化为机器能够理解的指令，从而控制机器人的行为。

6. 手势控制：使用摄像头或其他传感器来捕捉用户的手势动作，通过手势识别算法将手势转化为机器人的指令。

7. 脑机接口控制：利用脑波传感器或其他生理传感器来读取用户的思维或生理
信号，将其转化为机器人的指令，实现通过思维来控制机器人的行为。

这些方法可以单独或结合使用，具体选择和应用取决于机器人的功能和应用场景。

机器人控制的基本方法，小白必看！机器人的控制方法，根据控制量、控制算法的不同分为多种类型。

下面分别针对不同的类型，介绍常用的机器人控制方法。

一、根据控制量分类视频直播秀在线互动直播广告按照控制量所处空间的不同，机器人控制可以分为关节空间的控制和笛卡尔空间的控制。

对于串联式多关节机器人，关节空间的控制是针对机器人各个关节的变量进行的控制，笛卡尔空间控制是针对机器人末端的变量进行的控制。

按照控制量的不同，机器人控制可以分为：位置控制、速度控制、加速度控制、力控制、力位混合控制等。

这些控制可以是关节空间的控制，也可以是末端笛卡尔空间的控制。

位置控制的目标是使被控机器人的关节或末端达到期望的位置。

下面以关节空间位置控制为例，说明机器人的位置控制。

如图1-1所示，关节位置给定值与当前值比较得到的误差作为位置控制器的输入量，经过位置控制器的运算后，其输出作为关节速度控制的给定值。

关节位置控制器常采用PID算法，也可以采用模糊控制算法。

展开剩余85%图1-1 关节位置控制示意图图1-1中，去掉位置外环，即为机器人的关节速度控制框图。

通常，在目标跟踪任务中，采用机器人的速度控制。

此外，对于机器人末端笛卡尔空间的位置、速度控制，其基本原理与关节空间的位置和速度控制类似。

图1-2 加速度控制示意图图1-2中，所示为分解加速度运动控制示意图。

首先，计算出末端工具的控制加速度。

然后，根据末端的位置，速度和加速度期望值，以及当前的末端位置、关节位置与速度，分解出各关节相应的加速度，再利用动力学方程计算出控制力矩分解加速度控制，需要针对各个关节进行力矩控制。

图1-3 关节力/力矩控制示意图图1-3中，为关节的力/力矩控制框图。

由于关节力/力矩不易直接测量，而关节电机的电流又能够较好的反映关节电机的力矩，所以常采用关节电机的电流表示当前关节力/力矩的测量值。

力控制器根据力/力矩的期望值与测量值之间的偏差，控制关节电机，使之表现出期望的力/力矩特性。

机器人的常见驱动方式一、直流电机驱动方式直流电机是机器人中常见的一种驱动方式。

直流电机驱动方式具有结构简单、控制方便、响应速度快等优点。

直流电机驱动方式适用于需要较高速度和力矩的机器人应用，例如工业机器人、自动化生产线上的机械臂等。

直流电机的驱动方式主要包括电压控制和电流控制两种方式。

在电压控制方式下，通过改变电压信号来控制电机的转速和方向；在电流控制方式下，通过改变电流信号来控制电机的转矩和速度。

二、步进电机驱动方式步进电机是一种将电脉冲信号转化为机械旋转的电机，广泛应用于机器人领域。

步进电机驱动方式具有定位精度高、运行平稳、可控性强等优点。

步进电机的驱动方式主要包括全步进驱动和半步进驱动两种方式。

全步进驱动方式下，每个电磁线圈的驱动信号为一个脉冲信号，电机转动时会按照脉冲信号的频率和方向进行步进运动；半步进驱动方式下，每个电磁线圈的驱动信号为两个相位差90度的脉冲信号，电机转动时会按照脉冲信号的频率和方向进行半步步进运动。

三、交流电机驱动方式交流电机是机器人中常见的驱动方式之一。

交流电机驱动方式具有结构简单、成本低廉、可靠性高等优点。

交流电机的驱动方式主要有两种，分别是单相交流电机驱动和三相交流电机驱动。

单相交流电机驱动方式适用于小功率的机器人应用，例如家用机器人、娱乐机器人等。

三相交流电机驱动方式适用于大功率的工业机器人应用，例如焊接机器人、装配机器人等。

交流电机的驱动方式主要通过改变电压和频率来控制电机的转速和扭矩。

四、气动驱动方式气动驱动方式是机器人中常见的一种驱动方式。

气动驱动方式具有力矩大、速度快、反应灵敏等优点。

气动驱动方式适用于需要快速执行力矩较大任务的机器人应用，例如喷涂机器人、装卸机器人等。

气动驱动方式主要通过压缩空气来驱动执行器实现机器人的运动。

气动驱动方式在机器人应用中需要配备气源供应系统、气动执行器和气动控制系统等。

五、液压驱动方式液压驱动方式是机器人中常见的一种驱动方式。

步进电机控制方法
步进电机是一种常用的电动机，它通过控制电流脉冲的频率和方向来实现旋转运动。

下面将介绍几种常见的步进电机控制方法。

1. 单脉冲控制：这种方法简单直接，通过给步进电机施加一个脉冲信号来控制其步进角度，每个脉冲代表一个步进角度。

但是由于只控制脉冲的频率和方向，无法准确控制电机的位置。

2. 双脉冲控制：这种方法在单脉冲控制的基础上，加入了一个脉冲信号来标记零点位置。

通过控制脉冲信号的频率和方向，可以实现步进电机的精准定位。

但是双脉冲控制需要额外的硬件电路支持，复杂性较高。

3. 微步进控制：微步进控制是一种更加精细的步进电机控制方法。

它通过改变脉冲信号的宽度和相位来控制电机的旋转角度，可以实现更高的分辨率和平滑的运动。

但是微步进控制需要更复杂的电路和算法支持。

除了以上几种常见的步进电机控制方法外，还有其他的一些高级控制方法，如闭环控制、矢量控制等，用于实现更精确的控制效果。

具体选择哪种控制方法，可以根据实际应用需求和成本考虑。

自制简易机器人篇一自制简易机器人说起我做的那个“简易机器人”，其实也就是个能动的纸板箱子，绝对称不上高科技。

起因是我家那只猫，最近不知道抽什么风，特别喜欢把我的袜子叼到床底下，找起来跟寻宝似的，费劲！我就琢磨着，能不能做一个东西，帮我把袜子从床底下“诱捕”出来。

说干就干，我先找了个合适的纸板箱，大小能刚好塞下几双袜子。

然后，我翻箱倒柜找到了几根废旧的吸管，用热熔胶粘在箱子底部，当做“腿”。

这腿可费了我不少工夫，因为胶水太粘了，好几次都粘到我手上，烫得我直龇牙咧嘴，那胶水味，熏得我差点没晕过去。

后来我灵机一动，用了个小木块垫着，这才避免了再次“被烧伤”。

接着，我找了个旧毛绒玩具，它本来是只小兔子，可惜被我家猫蹂躏得不成样子，一只眼睛都掉了。

我把小兔子绑在纸板箱前面，当做诱饵。

为了让它更具有吸引力，我还用我女儿的旧碎布给它缝了个新衣服，那叫一个五彩斑斓，像个小丑似的。

最后一步，就是动力系统了——一个老旧的玩具车的电机。

这个电机是我小时候玩的玩具车的“遗骸”。

我费了好大劲才把它从一堆破烂里翻出来，用螺丝刀和钳子修修补补，才勉强让它能转动。

把电机和电池盒固定在箱子里面，再用细细的绳子连接到箱子的前面，这样小兔子就能随着电机的转动而“跳舞”了。

完美的“袜子诱捕器”就诞生了！我把它放在床底下，打开开关，小兔子就开始扭动起来，那画面，真是又搞笑又心酸，有点像个破烂的街边舞者。

当然，它并没有真的抓到袜子，它只是在吸引我家猫的注意而已。

我家猫还挺上当的，它围着这个“机器人”转悠了半天，最后还是没忍住，伸出爪子去抓小兔子。

结果，当然是失败了。

小兔子太结实了，没那么容易被抓坏。

不过，至少它成功地把猫的注意力吸引走了，让我能安安静静地把袜子捡出来。

篇二自制简易机器人这次的“成功”让我更有信心了，于是我开始思考能不能让这个“机器人”更智能一点。

毕竟，一个只靠电机转动的小纸箱，实在是太low了。

我琢磨着要不加个遥控？那样操控起来就方便多了。

机器人运动控制系统在当今科技飞速发展的时代，机器人已经成为了我们生活和生产中不可或缺的一部分。

从工业制造中的自动化生产线，到医疗领域的精准手术机器人，再到家庭服务中的智能机器人，它们的身影无处不在。

而在机器人的众多关键技术中，运动控制系统无疑是至关重要的一环，它就像是机器人的“大脑”和“神经”，指挥着机器人的一举一动。

那么，什么是机器人运动控制系统呢？简单来说，它是一套能够控制机器人各个关节和部件运动的软硬件组合。

通过精确的计算和指令发送，使机器人能够按照预定的轨迹、速度和姿态进行运动，从而完成各种复杂的任务。

机器人运动控制系统主要由几个部分组成。

首先是传感器，它们就像是机器人的“眼睛”和“耳朵”，能够感知机器人所处的环境和自身的状态。

例如，位置传感器可以告诉系统机器人当前的位置，速度传感器可以反馈机器人的运动速度，力传感器则能感知机器人与外界物体之间的相互作用力。

接下来是控制器，这是运动控制系统的“大脑”。

控制器接收来自传感器的信息，并根据预设的算法和控制策略，计算出机器人各个关节和部件所需的运动指令。

控制器的性能直接影响着机器人运动的精度、速度和稳定性。

而驱动器则像是机器人的“肌肉”，负责将控制器发出的指令转化为实际的动作。

常见的驱动器有电机驱动器、液压驱动器和气动驱动器等，它们根据不同的应用场景和需求，为机器人提供动力。

在机器人运动控制系统中，控制算法是核心之一。

常见的控制算法包括 PID 控制、模糊控制、自适应控制和鲁棒控制等。

PID 控制是一种经典的控制算法，它通过比例、积分和微分三个环节的作用，实现对系统的精确控制。

然而，在面对复杂的机器人系统和多变的环境时，PID 控制可能会显得力不从心，这时就需要更先进的控制算法来发挥作用。

模糊控制则是一种基于模糊逻辑的控制方法，它能够处理一些不确定性和模糊性的信息，对于那些难以建立精确数学模型的系统具有较好的控制效果。

自适应控制能够根据系统的变化实时调整控制参数，以适应不同的工作条件。

伺服电机控制方法伺服电机是一种高性能的电动机，具有高精度、高速度和高响应性能。

伺服电机广泛应用于机械设备、工业自动化、机器人、医疗设备等领域。

伺服电机的控制方法主要包括位置控制、速度控制和力矩控制。

一、位置控制位置控制是伺服电机最基本的控制方法，通过控制电机的转动角度或位置来实现精准的位置控制。

1.1开环控制开环控制是最简单的伺服电机控制方法，通过输入控制信号驱动电机转动到指定的角度或位置。

开环控制没有反馈，无法补偿外界干扰和系统误差，控制精度较低。

1.2闭环控制闭环控制是通过添加反馈系统，实时监测电机位置信息，根据位置差异来控制电机运动。

闭环控制可以根据反馈信号对电机转动角度或位置进行修正，提高控制精度和稳定性。

通常闭环控制包括位置传感器、控制器和驱动器三部分。

位置传感器用于实时检测电机的角度或位置，控制器根据传感器反馈信号计算误差，生成控制信号送给驱动器，驱动器通过控制电机的电流来控制电机的转动。

1.3PID控制PID控制是一种常用的闭环控制方法，通过比例、积分和微分三个控制项的调节来实现稳定控制。

比例项用于快速响应错误，积分项用于消除静态误差，微分项用于抑制系统的震荡。

二、速度控制速度控制是指通过控制电机转速来实现精确的速度调节。

2.1开环速度控制开环速度控制是通过输入合适的电压或电流信号来控制电机的转速。

这种方法简单粗暴，控制精确度低。

2.2闭环速度控制闭环速度控制是通过反馈系统实时监测电机转速，根据设定速度和实际速度差异进行调整。

闭环速度控制通常采用编码器作为反馈传感器，将编码器的输出与设定速度进行比较，调整电机的转速。

三、力矩控制力矩控制是通过控制电机输出的转矩来实现对负载的力矩控制。

力矩控制广泛应用于机器人、医疗设备等需要精确力矩控制的领域。

3.1位置力矩控制位置力矩控制是通过控制电机转动角度和负载的力矩来实现精确的位置和力矩控制。

控制器根据目标位置和力矩要求计算出适当的电流指令，驱动器根据电流指令控制电机的转矩输出。

机器人PID控制在当今科技飞速发展的时代，机器人已经成为了我们生活和生产中不可或缺的一部分。

从工业制造中的自动化生产线，到医疗领域的手术机器人，再到家庭服务中的智能机器人，它们的身影无处不在。

而要让机器人能够精准、稳定地完成各种任务，其背后的控制技术起着至关重要的作用，其中PID 控制就是一种被广泛应用的经典控制方法。

那么，什么是 PID 控制呢？简单来说，PID 是比例（Proportional）、积分（Integral）、微分（Derivative）的缩写。

这三个参数共同作用，对机器人的运动或操作进行精确的调节和控制。

比例控制是 PID 控制中的基础部分。

它的作用就像是一个直接的力量施加者。

比如说，当机器人的实际位置与目标位置存在偏差时，比例控制会根据这个偏差的大小，按照一定的比例来输出控制信号。

偏差越大，输出的控制信号就越强。

这样，机器人就能朝着减小偏差的方向运动。

但比例控制也有它的局限性，如果比例系数设置得过大，机器人可能会因为反应过于激烈而产生震荡；如果比例系数设置得过小，机器人的响应速度又会变得很慢，无法快速达到目标位置。

积分控制则像是一个“记忆者”。

它会对偏差的历史进行积累。

即使当前的偏差很小，但如果长时间存在，积分控制也会逐渐增大控制信号，以消除这个累积的偏差。

这使得系统能够消除稳态误差，也就是让机器人在长时间运行后能够稳定在目标位置上，而不会存在微小的偏差。

然而，积分控制也可能带来一些问题，如果积分作用太强，可能会导致系统超调，也就是机器人超过目标位置后再回调。

微分控制则像是一个“预测者”。

它根据偏差的变化速度来调整控制信号。

当偏差变化很快时，微分控制会产生一个较大的控制信号，来抑制这种快速的变化，从而使系统更加稳定。

微分控制能够改善系统的动态性能，减少超调量和调节时间。

但如果微分系数设置不当，可能会对噪声过于敏感，导致系统不稳定。

在实际应用中，如何调整 PID 控制器的三个参数（比例系数、积分系数和微分系数）是一个关键问题。

ABB机器人简单操作指南1 机器人主要由以下两部分组成控制柜机械手控制柜和机械手之间由两条电缆连接可以用示教器或位于控制柜上的操作盘来控制机械手,见下图2 机械手下图显示了机械手上不同的轴的可移动的方向3 控制柜下图显示了控制柜的主要部分示教器操作盘主开关驱动磁盘4 操作盘下图描述了操作盘的功能电机开按钮及指示灯操作模式选择开关急停,如果按下请拉出来工作时间计数器，显示机械手的工作时间电机开在电机开状态，机器人的电机被激活,Motors On按钮保持常亮。

常亮准备执行程序快速闪烁（4Hz）机器人没有校准或选择计数器没有更新。

电机已经打开.慢速闪烁（1Hz)一个保护停机被激活，电机关闭.工作模式自动（生产模式）在这个模式下，当运行准备就绪后,不能用控制杆手动移动机器人工作模式手动减速运行（程序模式)在机器人工作区域里面对其编程时候.也用于在电机关状态设置机器人。

工作模式手动全速（选择，测试模式）用来在全速情况下运行程序急停当按下按钮时，无论机器人处于什么状态都立即停止。

要重新启动需将按钮恢复工作时间计数器显示机械手工作的时间5 示教器见下图控制运行使能设备显示屏控制杆急停按钮手动慢速运行:打开手动慢速运行窗口编程：打开编程及测试窗口输入/输出：打开输入输出窗口，用来手动操作输入输出信号其它：打开其它窗口如系统参数，维护，生产及文件管理窗口.停止：停止程序执行对比度: 调节显示屏的对比度菜单键：按下后显示包含各种命令的菜单功能键：按下后直接选择各种命令动作单元：按下后手动慢速运行机器人或其它机械元件动作形式: 按下后选择怎样手动慢速运行机器人,再定位或直线动作形式：轴-轴移动。

1=轴1-3, 2=轴4-6增加：增加手动慢速运行开/关列表：按下后将指针从一个窗口移到另一个窗口（通常由双画线分开）返回/翻页：按下翻页或返回上级菜单删除：删除选中的参数确认：按下输入数据上下键：上下移动指针左右键：左右移动指针编程键：怎样定义这些键，见第10章，系统参数-示教器5。