文 献 综 述
摘 要:机器人控制技术指的是使机器人完成各种任务和动作所执行的各种控制手段,随着现在计算机技术的蓬勃发展,机器人在生活和工业领域的应用越来越频繁,对于人们来说控制机器人的方法也变得愈发简单和多样。随着机器人应用领域的不断拓宽,对于机器人控制方式的研究具有极大的理论研究意义和实际应用价值。目前,智能机器人在各行业均具有广阔的发展前景,机器人的研究主要集中在移动机器人的运动规划、通信交互技术和信息融合这几方面。基于此背景,本课题将介绍机器人在现代社会的应用,几种常见的现代的机器人控制方法,并对其中的几种控制方式展开研究,分析其优缺点。最后以EV3机器人套装为平台设计一款巡线扫雷车,完成模型搭建设计及控制算法编程设计。
关键字:模糊PID控制;巡线扫雷;EV3机器人
研究背景
最早的机器人采用顺序控制[1]方式。所谓顺序控制系统就是按照规定的顺序依次完成各种操作的控制系统。顺序控制是一种按时间顺序或逻辑顺序进行控制的开环控制方式。由于缺少了反馈装置,在出现误差时无法做到自行修正,在机器人控制中显然无法提供足够的准确性和可靠性。
随着计算机的发展,机器人采用计算机系统来综合实现机电装置的功能,并采用示教再现的控制方式。示教再现机器人是一种可重复再现通过示教编程存储起来的作业程序的机器人。自20世纪50年代末至90年代,世界上应用的工业机器人绝大多数为示教再现型工业机器人(即第一代机器人)。我国 “七五”攻关和“八五”期间研制、生产的工业机器人多属示教再现型机器人。从那时起,机器人开始进入到大规模生产产业中去,并开始扮演着非常关键的角色[2]。
现如今,机器人已经被广泛应用到生活的方方面面中。归纳起来,机器人应用可划分为两大类,一类是生产产品,另一类是提供服务,其中最具足轻重的即是各国的工业生产。[2]工业机器人在许多生产领域的使用实践证明,它在提高生产自动化水平,提高劳动生产率和产品质量以及经济效益,改善工人劳动条件等方面,有着令世人瞩目的作用,引起了世界各国和社会各层人士的广泛兴趣。在新的世纪,机器人工业必将得到更加快速的发展和更加广泛的应用。
近年来,人类活动领域不断扩大,机器人应用也从制造领域向非制造领域发展。像海洋开发、消防、战斗系统、宇宙探测、采掘、建筑、医疗服务、娱乐等行业都提出了自动化和机器人化的要求,核事故机器人、医用机器人、消防机器人、仿生机器人、军用机器人及太空机器人等机器人层出不穷。例如日本已经投入使用世界最多的消防机器人,目前,美、英等国已研制出能依靠感觉信息控制的救灾智能机器人。[3]
机器人应用领域的不断扩展,反映的正是机器人正跳脱以往在生产中负责生产、制造、搬运等任务的范畴,从传统的工业型走向服务型。值得期待的是不论对平常人亦或是特殊人群,这都将有助于生活水平与质量的提高。对于视障人士来说,导盲机器人的诞生对他们来说是一个巨大的福音。导盲机器人是服务型机器人,专为盲人设计,主要功能是实现循迹、避障与交通路口的红绿灯辨别。[4]
研究现状
