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机器人运动学与动力学在控制上的区别与联系？_动力学和运动学分级控制

作者：木道寻08 | 2024-08-20 17:57:12

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动力学和运动学分级控制

(81 条消息)机器人运动学与动力学在控制上的区别与联系？ - 知乎

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目前典型的机器人控制大都采取 PID 控制， PID 控制律的一般形式为：

kp 、 k d 、 k i 为控制常数， q d 为理想关节转角， q 为实际关节转角。 (1-1) 中完全没有考虑机器人的动力学模型，仅根据转角、角速度的实际值与理想值的偏差进行控制。但该力矩并不是通过机器人的动力学模型得到的，不是机器人进行当前运动所需的力矩，因而这种控制必定时时存在转角及角速度的偏差。

对于轨迹精度要求不是那么高的应用场合， PID 控制可以满足要求，但对于激光焊接、激光切割、医疗器械及空间机器人等轨迹复杂、运动速度高、对精度要求较高的场合，这种控制精度难以满足要求。若要提高高速、重载及高精度机器人的控制精度，必须构建更加高级的考虑机器人动力学模型的控制方法，如力矩控制、动力学前馈控制等。这些控制方法都是基于机器人完整的动力学模型。由于机器人的动力学模型体现了机器人内在的力与运动的关系，因而基于模型的控制器可以实时、准确地给出机器人进行目标运动所需要的力矩值，这一力矩恰好对应着机器人的理想转角、角速度及角加速度，因而可以实现对轨迹的精确跟踪。通过对实际机器人的控制效果证实了基于模型控制方法，机器人轨迹跟踪精度得到提高。

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