CN1206880A - 用于控制机器人的最佳增益设定算法 - Google Patents

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文承彬
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Abstract

在根据从操作机器人的伺服电机反馈回来的输出值中反映增益的反馈控制值来控制机器人的最佳增益设定算法中,在通过反映每个可应用的增益来控制机器人的同时,获得目标控制值和反馈控制值之间的每个代表偏差值,并选择产生最小代表偏差值的增益作为最佳增益。

Description

用于控制机器人的最佳 增益设定算法
本发明涉及用于控制机器人的最佳增益设定算法，更详细地说，涉及根据从操作机器人的伺服电机反馈回的输出量中反映增益的反馈控制值来控制机器人的最佳增益设定算法。
图1是表明一般的机器人控制系统的简图。参看该图，一般的机器人控制系统具有比例-积分-微分控制器1和减法器2。比例-积分-微分控制器1由比例控制器11、积分控制器12和微分控制器13组成。比例-积分-微分控制器1根据内建算法处理控制机器人的伺服电机的输出量，并产生反馈控制值。减法器2根据由用户设置的目标控制量和反馈控制值之间的偏差来控制伺服电机3。
在机器人的生产过程中，必须设定包含在相应的控制器11、12和13中的传递函数的增益。但是，由于没有用来把增益设定到最佳值的算法，所以由操作员输入可应用的增益，以便获得响应特性。把表现最佳响应特性的增益作为最佳增益。因此，设定的最佳增益不准确，机器人的生产需用更长的时间。
为了解决上述问题，本发明的目的就是提供一种用于控制机器人的最佳增益设定算法，通过它可使控制机器人自动化。
为了达到上述目的，相应地提供了一种根据从操作机器人的伺服电机反馈回的输出值中反映增益的反馈控制值控制机器人的最佳增益设定算法。该最佳增益设定算法包括以下步骤：在通过反映每个可应用的增益来控制机器人的同时，获得目标控制值和反馈控制值之间的每个代表偏差值；并选择产生最小代表偏差值的增益作为最佳增益。
在本发明中代表偏差值最好是与机器人的轴的伺服电机对应的偏差值的平均值。
在本发明中获得每个代表偏差值的步骤最好包括子步骤：获得与每个增益对应的偏差值的平方，并获得平方和的平方根。
通过参照附图详细描述其最佳实施例，本发明的上述目的和优点将变得更为明显，在附图中：
图1是表明一般的机器人控制系统的方框图；而
图2是说明根据本发明的最佳实施例的、控制机器人的最佳增益设定算法的流程图。
参看图2，本实施例中的最佳增益设定算法包括以下步骤：在通过反映每个可应用的增益来控制机器人的同时，获得目标控制值和反馈控制值之间的代表偏差值(S1-S7)，并选择产生最小代表偏差值的增益作为最佳增益(S8)。
获得偏差值的步骤(S1-S7)包括以下步骤：由操作员输入机器人的路径(S1)，根据输入的路径通过反映一个增益来驱动伺服电机3(参看图1)(S2和S3)，获得目标控制值和反馈控制值之间的平均偏差值(S4)，存储增益和相应的平均偏差值(S5)，并相对于每个可应用的增益重复步骤S3、S4和S5(S6和S7)。这里，代表偏差值是与机器人的轴的伺服电机对应的偏差值的代表值。
在本实施例的算法中，输入50个增益值。本算法操作如下：
首先，由操作员输入机器人的路径(S1)。把增益的号码(n)设置为“1”(S2)。根据输入的路径通过反映相应号码的增益来驱动伺服电机3(S3)。获得目标控制值和反馈控制值之间的代表偏差值(S4)。步骤S4包括以下子步骤：求得与增益对应的偏差值的平方，并获得平方的和的平方根。也就是说，结果是均方根(RMS)值，它是与增益对应的代表偏差值。然后，存储相应的增益和代表偏差值的数据(S5)。重复步骤S3、S4和S5，直到下一个增益的号码(n)是“50”为止(S6和S7)。最后，在存储的数据中选择产生最小代表偏差值的增益作为最佳增益。
本发明并不局限于上述实施例，本发明有可能由本领域的技术人员予以变更和改进。
如上所述，借助根据本发明的控制机器人的最佳增益设定算法，可使机器人的控制自动化并因而能更为准确地设定增益，从而减少机器人的生产时间。

Claims (4)

1.一种用于控制机器人的最佳增益设定算法，根据从操作机器人的伺服电机反馈回的输出值中反映增益的反馈控制值来控制机器人，所述最佳增益设定算法包括以下步骤：
在通过反映每个可应用的增益来控制机器人的同时，获得目标控制值和反馈控制值之间的每个代表偏差值；以及
选择产生最小代表偏差值的增益作为最佳增益。
2.如权利要求1所述的最佳增益设定算法，其中所述代表偏差值是与所述机器人的轴的伺服电机对应的偏差值的平均值。
3.如权利要求2所述的最佳增益设定算法，其中所述获得每个代表偏差值的步骤包括以下子步骤：
获得与每个增益对应的偏差值的平方；以及
获得平方的和的平方根。
4.一种在包括以下步骤的机器人控制系统中：把目标控制值施加到用来驱动机器人的伺服电机(S11)，通过把设定的增益反映到伺服电机的输出值来获得反馈控制值(S12)，以及根据目标控制值和反馈控制值之间的偏差值来调整目标控制值(S13)，把增益设定到要在所述步骤S12中使用的最佳值的用于控制机器人的最佳增益设定算法，包括以下子步骤：
(21)由操作员输入所述机器人的路径；
(22)根据输入的路径通过反映增益执行所述步骤S11、S12和S13；
(23)获得目标控制值和反馈控制值之间的代表偏差值；
(24)存储增益和相应的代表偏差值；
(25)为每个可应用的增益重复所述步骤22、23和24；以及
(26)从在所述步骤24中存储的数据中，选择产生最小代表偏差值的增益作为最佳增益。
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