PID控制与工业机器人的精度要求

2019/11/18 13:21:50admin12

       今天的工业机器人发展迅速,作为自动化的集大成者,在制造业升级换代的进程中扮演着十分重要的角色。工业生产对机器人的精度要求越来越高,机器人的同步协调能力同样至关重要。故有效的降低同步误差,使系统获得良好的稳定性和动态品质,是十分必要的。

      目前应用较广的主令式同步和主从参考式同步方案虽然结构简单、容易实现,但在协调控制性能上存在缺陷,而耦合控制有效地改善了协调控制性能,适合应用于一些同步要求较高的场合。早在1980年,就有人提出基于交叉耦合控制的同步方案,将误差反馈引入其中,并在两轴之间创建耦合关系,使各轴实现 更好的同步运行,但研究只适用于双轴控制系统。为解决这一问题,2003年有工程师提出偏差耦合控制策略,将系统中每一个单元的反馈信号与其他单元的反馈信号进行比较,每个轴得到的反馈信息作为补偿传递到各轴的控制器中,则各轴与自身以及其它轴的运动情况相互影响,使得系统具有良好的同步控制性能,适用于多轴控制。

       传统的PID控制已无法满足工业机器人精确控制的要求。国内工程师以模糊PID控制算法为核心的主从式与耦合式相结合的控制模型,开展双轴系统的同步控制研究。赵崇良等在基于交叉耦合的控制结构上,采用神经网络与PID结合的控制方法,实现了对双轴的同步控制较好的误差跟踪能力和较快的收敛速度。程文雅等研究人员将积分分离PID控制运用到耦合补偿控制回路,结合滑模控制律,有效实现了双轴间的同步协调运动。

      友仪工程师将一种近似势能函数与非线性PID控制相结合,采用偏差耦合同步控制策略,与传统的PID控制相比,该控制策略误差收敛速度快,误差明显减小,使得工业机器人的同步控制效果显著提高。

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