空間中機器人之軌跡調整控制

Abstract

為了導引機械手臂沿著一個隨時間變化的軌跡運動並且維持其動態反應, 產生了許多 的控制技巧及方法。機器人的控制問題包括兩部份即軌跡規劃及運動控制。控制理論 可分為三大類, 分別是關節運動控制、解析運動控制和適應控制。最基本的控制方法 計算轉矩法, 利用機械手臂的Lagrange-Euler 或 Newton-Euler方程式計算連桿動作 所需的轉矩值來驅動關節。通常我們應用某些技巧分別解決上述兩個問題, 也就是先 規劃軌跡, 然後做運動控制。本論文採用軌跡調整法的理論能將軌跡規劃及運動控制 整合成一個控制環, 並依實際機械手臂的位置誤差產生下一位置的速度修正量, 可節 省計算時間, 提高動態精度。此法可應用於機器人在三度空間中的控制, 亦能應用在 目前工業中需要高精確度軌跡控制的工作, 如雷射加工、焊接、工件拋光..等。 採用機械手臂運動方程式及遞迴式牛頓－尤拉動力方程式, 在不忽略科氏力及離心力 下, 甚至可應用在高速運動中的 PUMA560機械手臂。利用運動方程式可以在電腦上模 擬 PUMA560的運動, 比較軌跡調整法和計算轉矩法可知軌跡調整法在軌跡追蹤方面優 於傳統的計算轉矩法。