工業機器人智慧型力控制器設計與實驗

Abstract

本論文主要目的在於發展一工業機器人之智慧型力量控制系統。此系統在硬體 方面包含有工業機器人本體，機器運動控制箱，六自由度力╱力矩感測器，以及外 部主控電腦。而在軟體方面則是用 C語言在主控電腦上所撰寫的力量控制法則。此 控制法則是依據模糊理論（Fuzzy Theory）發展而成的，其主要功能在於根據感測 器回授的力量資訊，計算出機器人在與環境接觸的運動過程中所應具有之適當修正 量，並藉以維持一定的接觸力。 本論文主要分為三大部份：（一）環境的不確定性與系統的穩定性分析。此部 份主要在探討感測器的動態特性與外部環境作用力對機器人運動控制器的影響，以 及外部干擾對力量控制迴路的影響分析。（二）模糊力量控制器之分析與設計。本 論文採用了一般化的模糊比例積分控制器（generalized fuzzy PI controller） 作為模糊力量控制器的設計基礎。而為了改善此力量控制器對環境變化的適應性， 則在原有的控制器之外加上一估測器，此估測器主要目的在於估計環境的剛性並藉 以調整控制器的輸出訊號。除了單一自由度的力量控制器之外，本論文中亦包含了 多自由度力量控制器的設計觀念與方法。（三）實驗設備的建立與實驗結果。為了 驗證控制法則的正確性與實用性，首先進行系統模擬。最後，則建立實驗設備並比 較實驗與模擬之結果。 #9313175 #9313175