机器人运动控制方法综述
摘要：随着工业的不断发展，机器人的应用领域日益广泛，如汽车、飞机、发电机等零部件的焊接、磨抛、装配等。在这些任务中，机器人的运动精度对提高产品质量至关重要。然而，机器人强耦合、非线性、性能依赖位形，且实际运动过程中存在摩擦、扰动等多种不确性复杂因素，因此对机器人运动控制方法进行分析整理具有重要意义和应用价值。本文对现有主流机器人（主要针对机械臂）运动控制算法进行了综述，分析了这些算法的特点以及存在的不足，最后给出了机器人运动控制研究展望。该工作可以为机器人运动控制方法的选择提供依据，具有一定的实用价值。
关键词：机器人，运动控制，综述
1引言
随着多传感和人工智能等技术的进步，机器人正日益广泛应用于焊接、磨抛、装配等智能制造领域，显著提升了生产效率，降低了生产成本。因此，机器人是我国制造技术领域的主攻方向之一[1]，也是助力我国从制造大国向制造强国快速迈进的战略高技术之一。当前，高精度运动是机器人领域发展的主要趋势之一，对形成高质量的操作品质至关重要，而高精度运动的实现要求控制方法具有高动态响应和强鲁棒性。然而，机器人齿轮和连杆结构受载后均存在不同程度的变形，且整个系统本身强耦合、非线性、动态特性时变、操作工况不确定性复杂多样，导致高动态响应和强鲁棒性的运动控制方法设计尤为困难，从而产生较大控制偏差，影响机器人运动精度，造成操作质量下降。
基于上述分析，本文对机器人（主要针对机械臂）的主流运动控制方法进行了综述，分析了这些方法中存在的不足，并给出了机器人运动控制方法未来发展趋势的一些思考。
2机器人运动控制方法
作为一种复杂自动化系统，机器人具有非线性、强耦合、多变量时变特性。高速运动时各关节惯量变化较大，耦合强烈，低速时摩擦、饱和等非线性效应明显，这些极大地增加了控制难度。为了使机器人系统稳定运行，要求控制系统能实时提供与机器人动力学特征和多源扰动特征相匹配的控制特性，这给予了运动控制方法极大的挑战。
1 abscissa axis 横坐标
ac motor 交流电动机
active component 有功分量
active in respect to 相对….呈阻性
actual value,effective value 有效值
acyclic machine 单极电阻
adjustable-speed range 调速范围
admittance 导纳
air gap 气隙
air-gap flux distribution 气隙磁通分布
air-gap flux 气隙磁通
air-gap line 气隙磁化线
air-gap reluctance 气隙磁阻
algebraic 代数的
algorithmic 算法的
alternating current motor交流电动机
ampere-turns 安匝(数)
Amplitude Modulation (AM) 调幅
angle stability功角稳定
arc,electric arc 电弧
armature circuit 电枢电路
armature conductor 电枢导体
armature coil 电枢线圈
armature wave 电枢磁势波
armature reaction 电枢反应
armature reaction reactance 电枢反应电抗
armature iron 电枢铁心 asynchronous motor异步电机
asymmetry 不对称
automatic Voltage regulator(AVR)自动电压调整器
auxiliary motor 辅助电动机
axially and circumferentially 轴向和环向
244IEEETRANSACTIONSONCONTROLSYSTEMSTECHNOLOGY,VOL.9,NO.2,MARCH2001
HighPrecisionLinearMotorControlvia
Relay-TuningandIterativeLearningBasedon
Zero-PhaseFiltering
KokKiongTan,Member,IEEE,HuifangDou,YangquanChen,StudentMember,IEEE,and
TongHengLee,Member,IEEE
Abstract—Inthispaper,withamodestamountofmodelingeffort,afeedback–feedforwardcontrolstructureisproposedforprecisionmotioncontrolofapermanentmagnetlinearmotor(PMLM)forapplicationswhichareinherentlyrepetitiveintermsofthemotiontrajectories.First,aproportionalintegralderivative(PID)feedbackcontrollerisdesignedusingarelayautomatictuningmethod.Aniterativelearningcontroller(ILC)basedonzero-phasefilteringisappliedasfeedforwardcontrollertotheexistingrelay-tunedPIDfeedbackcontrollertoenhancethetra-jectorytrackingperformancebyutilizingtheexperiencegainedfromtherepeatedexecutionofthesameoperations.Experimentalresultsarepresentedtodemonstratethepracticalappealandeffectivenessoftheproposedscheme.
高中物理书上的单词整理
机械运动 mechanical motion
力学 mechanics
质点 mass point
参考系 reference frame
坐标系 coordinate system
路程 path
位移 displacement
矢量 vector
标量 scalar
速度 velocity
平均速度 average velocity
瞬时速度 instantaneous velocity
速率 speed
加速度 acceleration
费恩曼 Feynman
V-T图 v-t graph
普朗克 Planck
匀变速直线运动 uniform variable rectilinear motion
初速度 initial velocity
自由落体运动 free-fall motion
自由落体加速度 free-fall acceleration
重力加速度 gravitational acceleration
亚里士多德 Aristotle
伽利略 Galileo Galilei
米开朗基罗 Michelangelo
恩格斯 Friedrich Engels
力 force
牛顿 Newton
重力 gravity
重心 center of gravity
万有引力 gravitation
电磁相互作用 electromagnetic interaction
强相互作用 strong interaction
弱相互作用 weak interaction
形变 deformation
弹性形变 elastic deformation
弹力 elastic force
弹性限度 elastic limit
弹性系数 coefficient of stiffness
胡克定律 Hooke law
摩擦力 frictional force
静摩擦力 static frictional force
