微處理器上實現複合體的反動態方程式

Abstract

多軸機器人本身是一個相當非盄性，而且是多變數(multi-variable)耦和系統，在控 制上大都利用計算轉矩法(computed torque) 將此系統盄性化以及解耦 和，此時機 器人將有一般線性多變數系統的性能。這種方法主要部份是利用反動態(inverse dy- namic)方程式計算出該送入機器人每軸的轉矩。 一般反動態方程式使用遞回式牛頓－尤拉(Newton-Euler)方程式較適用於寫程式實現 。可是必須知道其中應有的一大堆參數，而參數很難得知，所以我選擇一種新演算法 (Algorithm) 其中參數可經由一種復合體(Composite body)的辨識(Identification) ，得到所有參數，如此一來參數取得才不成問題。在復合體的反動態方程式中，此新 演算法具有較少的算術運算次數，如加/ 減，乘，所以應用計算轉矩的機器人控制中 可在較短的時間提供控制訊號。 在這日新月祑的電腦領域，雖用大型甚至超級電腦可處理這些問題，但非常不符合經 濟效益。利用IBM PC實現此控制法就相當經濟而且可行性也高，一旦決定IBM PC系列 電腦，一般高階語言花費很多時間執行不需要的指令，所以使用組合語言直接操縱C- PU 80x86和數學處理器80x87 運作，同時也用一些技巧實現此牛頓－尤拉方程式，讓 這個演算法再次減少了將近一半的運算次數，因此增加執行速度。 在此篇論文中，將討論所用的技巧與方法，結果告訴我們在微處理機就可執行此程式 達到控制機器人需要的取樣時間。