機(jī)器人控制技術(shù)

1、機(jī)器人控制技術(shù)課件第1頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四1.1 引言 機(jī)器人控制特點(diǎn) 機(jī)器人控制方式 機(jī)器人控制功能 機(jī)器人控制系統(tǒng)第2頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四 機(jī)器人控制特點(diǎn)1、大量的運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)運(yùn)算，涉及矢量、矩陣、 坐標(biāo)變換和微積分等運(yùn)算。 2、機(jī)器人的控制不僅是非線性的，而且是多變量 耦合的。 3、機(jī)器人的控制還必須解決優(yōu)化、決策的問題。1.1 引言第3頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四 機(jī)器人的控制方式主要有以下兩種分類： 1、按機(jī)器人手部在空間的運(yùn)動(dòng)方式分： （1）點(diǎn)位控制方式PTP 點(diǎn)位控制又稱為

2、PTP控制，其特點(diǎn)是只控制機(jī)器人手部在作業(yè)空間中某些規(guī)定的離散點(diǎn)上的位姿。 這種控制方式的主要技術(shù)指標(biāo)是定位精度和運(yùn)動(dòng)所需的時(shí)間。 常常被應(yīng)用在上下料、搬運(yùn)、點(diǎn)焊和在電路板上插接元器件等定位精度要求不高且只要求機(jī)器人在目標(biāo)點(diǎn)處保持手部具有準(zhǔn)確位姿的作業(yè)中。 機(jī)器人控制方式1.1 引言第4頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四 1、按機(jī)器人手部在空間的運(yùn)動(dòng)方式分： （2）連續(xù)軌跡控制方式CP 連續(xù)軌跡控制又稱為CP控制，其特點(diǎn)是連續(xù)的控制機(jī)器人手部在作業(yè)空間中的位姿，要求其嚴(yán)格的按照預(yù)定的路徑和速度在一定的精度范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)。 這種控制方式的主要技術(shù)指標(biāo)機(jī)器人手部位姿的軌跡跟蹤精

3、度及平穩(wěn)性。 通?；『?、噴漆、去毛邊和檢測(cè)作業(yè)的機(jī)器人都采用這種控制方式。 有的機(jī)器人在設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)時(shí)，上述兩種控制方式都具有，如對(duì)進(jìn)行裝配作業(yè)的機(jī)器人的控制等。 機(jī)器人控制方式1.1 引言第5頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四2、按機(jī)器人控制是否帶反饋分： （1）非伺服型控制方式 非伺服型控制方式是指未采用反饋環(huán)節(jié)的開環(huán)控制方式。 在這種控制方式下，機(jī)器人作業(yè)時(shí)嚴(yán)格按照在進(jìn)行作業(yè)之前預(yù)先編制的控制程序來控制機(jī)器人的動(dòng)作順序，在控制過程中沒有反饋信號(hào)，不能對(duì)機(jī)器人的作業(yè)進(jìn)展及作業(yè)的質(zhì)量好壞進(jìn)行監(jiān)測(cè)，因此，這種控制方式只適用于作業(yè)相對(duì)固定、作業(yè)程序簡單、運(yùn)動(dòng)精度要求不高的

4、場(chǎng)合，它具有費(fèi)用省，操作、安裝、維護(hù)簡單的優(yōu)點(diǎn)。 機(jī)器人控制方式1.1 引言第6頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四2、按機(jī)器人控制是否帶反饋分： （2）伺服型控制方式 伺服型控制方式是指采用了反饋環(huán)節(jié)的閉環(huán)控制方式。 這種控制方式的特點(diǎn)是在控制過程中采用內(nèi)部傳感器連續(xù)測(cè)量機(jī)器人的關(guān)節(jié)位移、速度、加速度等運(yùn)動(dòng)參數(shù)，并反饋到驅(qū)動(dòng)單元構(gòu)成閉環(huán)伺服控制。 如果是適應(yīng)型或智能型機(jī)器人的伺服控制，則增加了機(jī)器人用外部傳感器對(duì)外界環(huán)境的檢測(cè)，使機(jī)器人對(duì)外界環(huán)境的變化具有適應(yīng)能力，從而構(gòu)成總體閉環(huán)反饋的伺服控制方式。 機(jī)器人控制方式1.1 引言第7頁，共128頁，2022年，5月20日

5、，2點(diǎn)18分，星期四1、示教再現(xiàn)功能 示教再現(xiàn)功能是指示教人員預(yù)先將機(jī)器人作業(yè)的各項(xiàng)運(yùn)動(dòng)參數(shù)預(yù)先教給機(jī)器人，在示教的過程中，機(jī)器人控制系統(tǒng)的記憶裝置就將所教的操作過程自動(dòng)地記錄在存儲(chǔ)器中。當(dāng)需要機(jī)器人工作時(shí)，機(jī)器人的控制系統(tǒng)就調(diào)用存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，使機(jī)器人再現(xiàn)示教過的操作過程，由此機(jī)器人即可完成要求的作業(yè)任務(wù)。 機(jī)器人的示教再現(xiàn)功能易于實(shí)現(xiàn)，編程方便，在機(jī)器人的初期得到了較多的應(yīng)用。 機(jī)器人控制功能1.1 引言第8頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四2、運(yùn)動(dòng)控制功能 運(yùn)動(dòng)控制功能是指通過對(duì)機(jī)器人手部在空間的位姿、速度、加速度等項(xiàng)的控制，使機(jī)器人的手部按照作業(yè)的要求進(jìn)

6、行動(dòng)作，最終完成給定的作業(yè)任務(wù)。 它與示教再現(xiàn)功能的區(qū)別：在示教再現(xiàn)控制中，機(jī)器人手部的各項(xiàng)運(yùn)動(dòng)參數(shù)是由示教人員教給它的，其精度取決于示教人員的熟練程度。而在運(yùn)動(dòng)控制中，機(jī)器人手部的各項(xiàng)運(yùn)動(dòng)參數(shù)是由機(jī)器人的控制系統(tǒng)經(jīng)過運(yùn)算得來的，且在工作人員不能示教的情況下，通過編程指令仍然可以控制機(jī)器人完成給定的作業(yè)任務(wù)。 機(jī)器人控制功能1.1 引言第9頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四 由于機(jī)器人的控制過程中涉及大量的坐標(biāo)變換和插補(bǔ)運(yùn)算以及較低層的實(shí)時(shí)控制，所以，目前的機(jī)器人控制系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上大多數(shù)采用分層結(jié)構(gòu)的微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，通常采用的是兩級(jí)計(jì)算機(jī)伺服控制系統(tǒng)。 伺服驅(qū)動(dòng)人機(jī)對(duì)

7、話內(nèi)部傳感器通信一級(jí)（上位機(jī)）微型計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)運(yùn)算數(shù)據(jù)存儲(chǔ)二級(jí)（下位機(jī)）單片機(jī)運(yùn)動(dòng)控制器驅(qū)動(dòng)裝置關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)手的運(yùn)動(dòng)外部傳感器局部反饋全局反饋 機(jī)器人控制系統(tǒng)1.1 引言第10頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四 機(jī)器人控制系統(tǒng)具體的工作過程是：主控計(jì)算機(jī)接到工作人員輸入的作業(yè)指令后，首先分析解釋指令，確定手的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，然后進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)和插補(bǔ)運(yùn)算，最后得出機(jī)器人各個(gè)關(guān)節(jié)的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)參數(shù)。這些參數(shù)經(jīng)過通信線路輸出到伺服控制級(jí)作為各個(gè)關(guān)節(jié)伺服控制系統(tǒng)的給定信號(hào)。關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)器將此信號(hào)D/A轉(zhuǎn)換后驅(qū)動(dòng)各個(gè)關(guān)節(jié)產(chǎn)生協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，并通過傳感器將各個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)輸出信號(hào)反饋回伺服控制級(jí)計(jì)算機(jī)形成

8、局部閉環(huán)控制，從而更加精確的控制機(jī)器人手部在空間的運(yùn)動(dòng)（作業(yè)任務(wù)要求的）。 在控制過程中，工作人員可直接監(jiān)視機(jī)器人的運(yùn)動(dòng) 狀態(tài)，也可從顯示器等輸出裝置上得到有關(guān)機(jī)器人運(yùn)動(dòng) 的信息。 機(jī)器人控制系統(tǒng)1.1 引言第11頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四 機(jī)器人控制系統(tǒng)的組成1、硬件 機(jī)器人控制系統(tǒng)1.1 引言第12頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四 機(jī)器人控制系統(tǒng)的組成1、硬件單片機(jī)應(yīng)用 機(jī)器人控制系統(tǒng)1.1 引言第13頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四 機(jī)器人控制系統(tǒng)的組成1、硬件運(yùn)動(dòng)控制器介紹 運(yùn)動(dòng)控制器核心由 ADSP2

9、181 數(shù)字信號(hào)處理器及其外圍部件組成，可以實(shí)現(xiàn)高性能的控制計(jì)算，同步控制多個(gè)運(yùn)動(dòng)軸，實(shí)現(xiàn)多軸協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)。應(yīng)用領(lǐng)域包括機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床等。 機(jī)器人控制系統(tǒng)1.1 引言第14頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四 機(jī)器人控制系統(tǒng)的組成1、硬件運(yùn)動(dòng)控制器介紹 運(yùn)動(dòng)控制器以 PC 為主機(jī)，提供標(biāo)準(zhǔn)的 ISA 、PCI 及通用的串口總線和數(shù)字I/O接口。運(yùn)動(dòng)控制器提供高級(jí)語言函數(shù)庫和 Windows 動(dòng)態(tài)連接庫，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制功能。 用戶能夠?qū)⑦@些控制函數(shù)與自己控制系統(tǒng)所需的數(shù)據(jù)處理、界面顯示、用戶接口等應(yīng)用程序模塊集成在一起，建造符合特定應(yīng)用要求的控制系統(tǒng)，以適應(yīng)各種應(yīng)用領(lǐng)域的

10、要求。 機(jī)器人控制系統(tǒng)1.1 引言第15頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四 機(jī)器人控制系統(tǒng)的組成1、硬件運(yùn)動(dòng)控制器應(yīng)用 1.1 引言 機(jī)器人控制系統(tǒng)第16頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四 機(jī)器人控制系統(tǒng)的組成2、軟件 機(jī)器人控制系統(tǒng)1.1 引言第17頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四控制過程： 示教人員將機(jī)器人作業(yè)任務(wù)中要求手的運(yùn)動(dòng)預(yù)先教給機(jī)器人，在示教的過程中，機(jī)器人控制系統(tǒng)就將關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)參數(shù)記憶存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。當(dāng)需要機(jī)器人工作時(shí)，機(jī)器人的控制系統(tǒng)就調(diào)用存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)，使機(jī)器人再現(xiàn)示教過的手的運(yùn)

11、動(dòng)，由此完成要求的作業(yè)任務(wù)。 作業(yè)任務(wù)手的運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)參數(shù)控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)裝置關(guān)節(jié)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)示教記憶再現(xiàn)驅(qū)動(dòng)反饋1.2 示教再現(xiàn)控制第18頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四1.2 示教再現(xiàn)控制 示教方式 記憶過程第19頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四 示教方式 機(jī)器人示教的方式種類繁多，總的可以分為集中示教方式和分離示教方式。 1、集中示教方式 將機(jī)器人手部在空間的位姿、速度、動(dòng)作順序等參數(shù)同時(shí)進(jìn)行示教的方式，示教一次即可生成關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的伺服指令。2、分離示教方式 將機(jī)器人手部在空間的位姿、速度、動(dòng)作順序等參數(shù)分開單獨(dú)進(jìn)行示教的方式，一般需

12、要示教多次才可生成關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的伺服指令，但其效果要好于集中示教方式。 1.2 示教再現(xiàn)控制第20頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四 示教方式 當(dāng)對(duì)用點(diǎn)位（PTP）控制的點(diǎn)焊、搬運(yùn)機(jī)器人進(jìn)行示教時(shí)，可以分開編制程序，且能進(jìn)行編輯、修改等工作，但是機(jī)器人手部在作曲線運(yùn)動(dòng)而且位置精度要求較高時(shí)，示教點(diǎn)數(shù)就會(huì)較多，示教時(shí)間就會(huì)拉長，且在每一個(gè)示教點(diǎn)處都要停止和啟動(dòng)，因此就很難進(jìn)行速度的控制。 1.2 示教再現(xiàn)控制第21頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四 示教方式 當(dāng)對(duì)用連續(xù)軌跡（CP）控制的弧焊、噴漆機(jī)器人進(jìn)行示教時(shí)，示教操作一旦開始就不能中途停止，必須不

13、中斷的連續(xù)進(jìn)行到底，且在示教途中很難進(jìn)行局部的修改。示教時(shí)，可以是手把手示教，也可通過示教盒示教。1.2 示教再現(xiàn)控制第22頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四20 九月 2022 記憶過程示教關(guān)節(jié)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)變換裝置控制系統(tǒng)傳感裝置存儲(chǔ)器檢測(cè)轉(zhuǎn)換保 存 在示教的過程中，機(jī)器人關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化被傳感器檢測(cè)到，經(jīng)過轉(zhuǎn)換，再通過變換裝置送入控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)就將這些數(shù)據(jù)保存在存儲(chǔ)器中，作為再現(xiàn)示教過的手的運(yùn)動(dòng)時(shí)所需要的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)參數(shù)數(shù)據(jù)。 1.2 示教再現(xiàn)控制第23頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四示教關(guān)節(jié)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)變換裝置控制系統(tǒng)傳感裝置存儲(chǔ)器檢測(cè)轉(zhuǎn)換保

14、存1、記憶速度 取決于傳感器的檢測(cè)速度、變換裝置的轉(zhuǎn)換速度和控制系統(tǒng)存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)速度。2、記憶容量 取決于控制系統(tǒng)存儲(chǔ)器的容量。 記憶過程1.2 示教再現(xiàn)控制第24頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四 機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制是指機(jī)器人手部在空間從一點(diǎn)移動(dòng)到另一點(diǎn)的過程中或沿某一軌跡運(yùn)動(dòng)時(shí)，對(duì)其位姿、速度和加速度等運(yùn)動(dòng)參數(shù)的控制。 由機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)可知，機(jī)器人手部的運(yùn)動(dòng)是由各個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)引起的，所以控制機(jī)器人手部的運(yùn)動(dòng)實(shí)際上是通過控制機(jī)器人各個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的。 1.3 運(yùn)動(dòng)控制第25頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四控制過程： 根據(jù)機(jī)器人作業(yè)任務(wù)中要求的手

15、的運(yùn)動(dòng)，通過運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解和數(shù)學(xué)插補(bǔ)運(yùn)算得到機(jī)器人各個(gè)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的位移、速度和加速度，再根據(jù)動(dòng)力學(xué)正解得到各個(gè)關(guān)節(jié)的驅(qū)動(dòng)力（矩）。機(jī)器人控制系統(tǒng)根據(jù)運(yùn)算得到的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)參數(shù)控制驅(qū)動(dòng)裝置，驅(qū)動(dòng)各個(gè)關(guān)節(jié)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，從而合成手在空間的運(yùn)動(dòng)，由此完成要求的作業(yè)任務(wù)。 驅(qū)動(dòng)動(dòng)力學(xué)正解運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解作業(yè)任務(wù)手的運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)位移、速度、加速度關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)力（矩）驅(qū)動(dòng)裝置關(guān)節(jié)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)反饋1.3 運(yùn)動(dòng)控制第26頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四控制步驟： 第一步：關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)伺服指令的生成，即將機(jī)器人手部在空間的位姿變化轉(zhuǎn)換為關(guān)節(jié)變量隨時(shí)間按某一規(guī)律變化的函數(shù)。這一步一般可離線完成。 第二步：關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)

16、的伺服控制，即采用一定的控制算法跟蹤執(zhí)行第一步所生成的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)伺服指令，這是在線完成的。 第一步第二步驅(qū)動(dòng)動(dòng)力學(xué)正解運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解作業(yè)任務(wù)手的運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)位移、速度、加速度關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)力（矩）驅(qū)動(dòng)裝置關(guān)節(jié)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)反饋1.3 運(yùn)動(dòng)控制第27頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)伺服指令的生成 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的伺服控制1.3.3 機(jī)器人語言1.3 運(yùn)動(dòng)控制第28頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)伺服指令的生成1、軌跡規(guī)劃 機(jī)器人關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)伺服指令的軌跡規(guī)劃生成方法是指根據(jù)作業(yè)任務(wù)要求的機(jī)器人手部在空間的位姿、速度等運(yùn)動(dòng)參數(shù)的變化，通過機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)

17、方程的求解和各種插補(bǔ)運(yùn)算等數(shù)學(xué)方法最終生成相應(yīng)的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)伺服指令。 *示教再現(xiàn)控制生產(chǎn)方法示教生成 1.3 運(yùn)動(dòng)控制第29頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)伺服指令的生成2、軌跡規(guī)劃的實(shí)現(xiàn)過程 在對(duì)機(jī)器人進(jìn)行軌跡規(guī)劃時(shí)，首先要對(duì)機(jī)器人的作業(yè)任務(wù)進(jìn)行描述，得到機(jī)器人手部在空間的位姿變化，然后根據(jù)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)方程及其逆解并通過適當(dāng)?shù)牟逖a(bǔ)運(yùn)算求出機(jī)器人各個(gè)關(guān)節(jié)的位移、速度等運(yùn)動(dòng)參數(shù)的變化，再通過動(dòng)力學(xué)運(yùn)算最終生成機(jī)器人關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)所需的伺服指令。 PTP下的軌跡規(guī)劃是在關(guān)節(jié)坐標(biāo)空間進(jìn)行。 CP下的軌跡規(guī)劃是在直角坐標(biāo)空間進(jìn)行。 1.3 運(yùn)動(dòng)控制第30頁，共128頁，20

18、22年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四1.3.1 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)伺服指令的生成2、軌跡規(guī)劃的實(shí)現(xiàn)過程（1） PTP下的軌跡規(guī)劃步驟：第一步：由手的位姿得到對(duì)應(yīng)關(guān)節(jié)的位移；第二步：不同點(diǎn)對(duì)應(yīng)關(guān)節(jié)位移之間的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃；第三步：由關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)變化計(jì)算關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)力（矩）。1.3 運(yùn)動(dòng)控制第31頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)伺服指令的生成2、軌跡規(guī)劃的實(shí)現(xiàn)過程（1） PTP下的軌跡規(guī)劃第一步：已知機(jī)器人起點(diǎn)和終點(diǎn)的位姿得到機(jī)器人對(duì)應(yīng)的關(guān)節(jié)變量的取值。 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解實(shí)現(xiàn)方法1.3 運(yùn)動(dòng)控制第32頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)伺服指令的生成2

19、、軌跡規(guī)劃的實(shí)現(xiàn)過程（1） PTP下的軌跡規(guī)劃第二步：已知機(jī)器人起點(diǎn)和終點(diǎn)的關(guān)節(jié)變量取值問題：起點(diǎn)的變量取值如何變化到終點(diǎn)的變量取值？t01.3 運(yùn)動(dòng)控制第33頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)伺服指令的生成2、軌跡規(guī)劃的實(shí)現(xiàn)過程（1） PTP下的軌跡規(guī)劃第二步：已知機(jī)器人起點(diǎn)和終點(diǎn) 的關(guān)節(jié)變量取值分析：起點(diǎn)的變量取值如何變化到終點(diǎn)的變量取值？ 若按線性變化，則有：t0t001.3 運(yùn)動(dòng)控制第34頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四1.3.1 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)伺服指令的生成2、軌跡規(guī)劃的實(shí)現(xiàn)過程（1） PTP下的軌跡規(guī)劃第二步：已知機(jī)器人起點(diǎn)和終

20、點(diǎn) 的關(guān)節(jié)變量取值分析：起點(diǎn)的變量取值如何變化到終點(diǎn)的變量取值？ 若加速度無沖擊，則有：t0t001.3 運(yùn)動(dòng)控制第35頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)伺服指令的生成2、軌跡規(guī)劃的實(shí)現(xiàn)過程（1） PTP下的軌跡規(guī)劃第二步：已知機(jī)器人起點(diǎn)和終點(diǎn)的關(guān)節(jié)變量取值A(chǔ)、三次多項(xiàng)式插值運(yùn)算 設(shè)起點(diǎn)到終點(diǎn)的位移變化規(guī)律為：則速度為：1.3 運(yùn)動(dòng)控制第36頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)伺服指令的生成2、軌跡規(guī)劃的實(shí)現(xiàn)過程（1） PTP下的軌跡規(guī)劃第二步：已知機(jī)器人起點(diǎn)和終點(diǎn)的關(guān)節(jié)變量取值A(chǔ)、三次多項(xiàng)式插值運(yùn)算 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)需要滿足的約束條件

21、可表示為 ：位移約束速度約束1.3 運(yùn)動(dòng)控制第37頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)伺服指令的生成2、軌跡規(guī)劃的實(shí)現(xiàn)過程（1） PTP下的軌跡規(guī)劃第二步：已知機(jī)器人起點(diǎn)和終點(diǎn)的關(guān)節(jié)變量取值A(chǔ)、三次多項(xiàng)式插值運(yùn)算 由此可得有關(guān)系數(shù) 的4個(gè)線性方程為：1.3 運(yùn)動(dòng)控制第38頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)伺服指令的生成2、軌跡規(guī)劃的實(shí)現(xiàn)過程（1） PTP下的軌跡規(guī)劃第二步：已知機(jī)器人起點(diǎn)和終點(diǎn)的關(guān)節(jié)變量取值A(chǔ)、三次多項(xiàng)式插值運(yùn)算 求解該方程組即可得： 1.3 運(yùn)動(dòng)控制第39頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期

22、四 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)伺服指令的生成2、軌跡規(guī)劃的實(shí)現(xiàn)過程（1） PTP下的軌跡規(guī)劃第二步：已知機(jī)器人起點(diǎn)和終點(diǎn)的關(guān)節(jié)變量取值A(chǔ)、三次多項(xiàng)式插值運(yùn)算 將其代入下式： 可得該關(guān)節(jié)變量隨時(shí)間的變化規(guī)律。此函數(shù)表達(dá)式適用于關(guān)節(jié)起始點(diǎn)和終止點(diǎn)速度為零的運(yùn)動(dòng)情況。 1.3 運(yùn)動(dòng)控制第40頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)伺服指令的生成2、軌跡規(guī)劃的實(shí)現(xiàn)過程（1） PTP下的軌跡規(guī)劃第二步：已知機(jī)器人起點(diǎn)和終點(diǎn)的關(guān)節(jié)變量取值B、多點(diǎn)的三次多項(xiàng)式插值運(yùn)算 如果要求在路徑點(diǎn)處的加速度連續(xù)，則可用兩條三次曲線在路徑點(diǎn)處連接起來，拼湊成所需要的運(yùn)動(dòng)軌跡，這時(shí)路徑點(diǎn)處的速度不僅要連續(xù)，而且加

23、速度也要連續(xù)。ACBt01t021.3 運(yùn)動(dòng)控制第41頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四1.3.1 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)伺服指令的生成2、軌跡規(guī)劃的實(shí)現(xiàn)過程（1） PTP下的軌跡規(guī)劃第二步：已知機(jī)器人起點(diǎn)和終點(diǎn)的關(guān)節(jié)變量取值B、多點(diǎn)的三次多項(xiàng)式插值運(yùn)算 設(shè)A點(diǎn)到C點(diǎn)的關(guān)節(jié)變量變化為：設(shè) C點(diǎn)到B點(diǎn)的關(guān)節(jié)變量變化為：ACBt10t201.3 運(yùn)動(dòng)控制第42頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四1.3.1 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)伺服指令的生成2、軌跡規(guī)劃的實(shí)現(xiàn)過程（1） PTP下的軌跡規(guī)劃第二步：已知機(jī)器人起點(diǎn)和終點(diǎn)的關(guān)節(jié)變量取值B、多點(diǎn)的三次多項(xiàng)式插值運(yùn)算 三點(diǎn)處的位移約束方程

24、： 1.3 運(yùn)動(dòng)控制第43頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四1.3.1 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)伺服指令的生成2、軌跡規(guī)劃的實(shí)現(xiàn)過程（1） PTP下的軌跡規(guī)劃第二步：已知機(jī)器人起點(diǎn)和終點(diǎn)的關(guān)節(jié)變量取值B、多點(diǎn)的三次多項(xiàng)式插值運(yùn)算 起點(diǎn)和終點(diǎn)處的速度約束方程：中間點(diǎn)處的速度和加速度約束方程： 1.3 運(yùn)動(dòng)控制第44頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四1.3.1 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)伺服指令的生成2、軌跡規(guī)劃的實(shí)現(xiàn)過程（1） PTP下的軌跡規(guī)劃第二步：已知機(jī)器人起點(diǎn)和 終點(diǎn)的關(guān)節(jié)變量取值B、多點(diǎn)的三次多項(xiàng)式插值運(yùn)算 聯(lián)立上述8個(gè)線性方程，若令 ，則方程組的解為： 1.3 運(yùn)動(dòng)控制

25、第45頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四1.3.1 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)伺服指令的生成2、軌跡規(guī)劃的實(shí)現(xiàn)過程（1） PTP下的軌跡規(guī)劃第二步：已知機(jī)器人起點(diǎn)和終點(diǎn)的關(guān)節(jié)變量取值B、多點(diǎn)的三次多項(xiàng)式插值運(yùn)算 將其代入以下兩式： 可得兩段曲線，將其拼接起來，就是該關(guān)節(jié)變量隨時(shí)間的變化規(guī)律。 1.3 運(yùn)動(dòng)控制第46頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四1.3.1 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)伺服指令的生成2、軌跡規(guī)劃的實(shí)現(xiàn)過程（1） PTP下的軌跡規(guī)劃第二步：已知機(jī)器人起點(diǎn)和終點(diǎn)的關(guān)節(jié)變量取值C、五次多項(xiàng)式插值運(yùn)算 設(shè)起點(diǎn)到終點(diǎn)的位移變化規(guī)律為：則速度和加速度為：1.3 運(yùn)動(dòng)控制第47頁

26、，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四1.3.1 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)伺服指令的生成2、軌跡規(guī)劃的實(shí)現(xiàn)過程（1） PTP下的軌跡規(guī)劃第二步：已知機(jī)器人起點(diǎn)和終點(diǎn)的關(guān)節(jié)變量取值C、五次多項(xiàng)式插值運(yùn)算 約束條件線性方程組為：1.3 運(yùn)動(dòng)控制第48頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四1.3.1 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)伺服指令的生成2、軌跡規(guī)劃的實(shí)現(xiàn)過程（1） PTP下的軌跡規(guī)劃第二步：已知機(jī)器人起點(diǎn)和終點(diǎn)的關(guān)節(jié)變量取值C、五次多項(xiàng)式插值運(yùn)算 求解該方程組即可得： 1.3 運(yùn)動(dòng)控制第49頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四1.3.1 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)伺服指令的生成2、軌跡規(guī)

27、劃的實(shí)現(xiàn)過程（1） PTP下的軌跡規(guī)劃第二步：已知機(jī)器人起點(diǎn)和終點(diǎn)的關(guān)節(jié)變量取值C、五次多項(xiàng)式插值運(yùn)算 將其代入下式： 可得該關(guān)節(jié)變量隨時(shí)間的變化規(guī)律，此函數(shù)表達(dá)式可適用于已知關(guān)節(jié)起始點(diǎn)和終止點(diǎn)速度、加速度的運(yùn)動(dòng)情況。 1.3 運(yùn)動(dòng)控制第50頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四1.3.1 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)伺服指令的生成2、軌跡規(guī)劃的實(shí)現(xiàn)過程（1） PTP下的軌跡規(guī)劃第三步：已知機(jī)器人關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)速度和加速度 由此可得關(guān)節(jié)的驅(qū)動(dòng)力（矩）。1.3 運(yùn)動(dòng)控制機(jī)器人動(dòng)力學(xué)正解實(shí)現(xiàn)方法第51頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四1.3.1 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)伺服指令的生成2、軌跡規(guī)

28、劃的實(shí)現(xiàn)過程（1） PTP下的軌跡規(guī)劃 在關(guān)節(jié)坐標(biāo)空間進(jìn)行軌跡規(guī)劃時(shí)，要注意關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度的突變引起的剛性沖擊，嚴(yán)重時(shí)可使機(jī)器人產(chǎn)生較大的振動(dòng)，而且在關(guān)節(jié)坐標(biāo)空間內(nèi)規(guī)劃的直線只表示它是某個(gè)關(guān)節(jié)變量的線性函數(shù)，當(dāng)所有關(guān)節(jié)變量都規(guī)劃為直線時(shí)，并不代表機(jī)器人手部在直角坐標(biāo)空間中的路徑就是直線。 關(guān)節(jié)坐標(biāo)空間的軌跡規(guī)劃是直角坐標(biāo)空間軌跡規(guī)劃的基礎(chǔ)。 1.3 運(yùn)動(dòng)控制第52頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四1.3.1 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)伺服指令的生成2、軌跡規(guī)劃的實(shí)現(xiàn)過程（2） CP下的軌跡規(guī)劃步驟：第一步：連續(xù)軌跡離散化。第二步：PTP下的軌跡規(guī)劃。 AB1234567891.3 運(yùn)動(dòng)

29、控制第53頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四1.3.1 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)伺服指令的生成2、軌跡規(guī)劃的實(shí)現(xiàn)過程（2） CP下的軌跡規(guī)劃第一步：連續(xù)軌跡離散化解決問題：離散點(diǎn)處的位置和姿態(tài)。 AB1234567891.3 運(yùn)動(dòng)控制第54頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四1.3.1 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)伺服指令的生成2、軌跡規(guī)劃的實(shí)現(xiàn)過程（2） CP下的軌跡規(guī)劃第一步：連續(xù)軌跡離散化A：離散點(diǎn)處的位置計(jì)算 對(duì)于機(jī)器人手部在空間的位置變化，用時(shí)間的參數(shù)方程可表示為： AB1234567891.3 運(yùn)動(dòng)控制第55頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四1.3

30、.1 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)伺服指令的生成2、軌跡規(guī)劃的實(shí)現(xiàn)過程（2） CP下的軌跡規(guī)劃第一步：連續(xù)軌跡離散化A：離散點(diǎn)處的位置計(jì)算 為了保證離散后的路徑點(diǎn)均勻連續(xù)且便于控制，一般利用弧長公式： 可將時(shí)間轉(zhuǎn)換為弧長的函數(shù)： AB1234567891.3 運(yùn)動(dòng)控制第56頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四1.3.1 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)伺服指令的生成2、軌跡規(guī)劃的實(shí)現(xiàn)過程（2） CP下的軌跡規(guī)劃第一步：連續(xù)軌跡離散化A：離散點(diǎn)處的位置計(jì)算 假設(shè)起點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的弧長為 ，則路徑就可表示為以弧長為參數(shù)的方程：AB1234567891.3 運(yùn)動(dòng)控制第57頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期

31、四1.3.1 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)伺服指令的生成2、軌跡規(guī)劃的實(shí)現(xiàn)過程（2） CP下的軌跡規(guī)劃第一步：連續(xù)軌跡離散化A：離散點(diǎn)處的位置計(jì)算 將整個(gè)路徑以適當(dāng)?shù)幕￠L單位 等分為n段，則任一點(diǎn)處的位置為：AB1234567891.3 運(yùn)動(dòng)控制第58頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四1.3.1 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)伺服指令的生成2、軌跡規(guī)劃的實(shí)現(xiàn)過程（2） CP下的軌跡規(guī)劃第一步：連續(xù)軌跡離散化A：離散點(diǎn)處的位置計(jì)算 由此可得任意點(diǎn)處的位置為：AB1234567891.3 運(yùn)動(dòng)控制第59頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四1.3.1 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)伺服指令的生成2、軌跡規(guī)劃的實(shí)現(xiàn)過程

32、（2） CP下的軌跡規(guī)劃第一步：連續(xù)軌跡離散化B：離散點(diǎn)處的姿態(tài)計(jì)算設(shè)整個(gè)路徑的起始點(diǎn)A和終止點(diǎn)B的姿態(tài)矩陣為： AB123456789 1.3 運(yùn)動(dòng)控制第60頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四1.3.1 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)伺服指令的生成2、軌跡規(guī)劃的實(shí)現(xiàn)過程（2） CP下的軌跡規(guī)劃第一步：連續(xù)軌跡離散化B：離散點(diǎn)處的姿態(tài)計(jì)算 若將機(jī)器人的手部姿態(tài)化成繞三個(gè)坐標(biāo)軸的旋轉(zhuǎn)變換，即先繞軸x旋轉(zhuǎn)角度，再繞軸y旋轉(zhuǎn)角度，最后繞軸z旋轉(zhuǎn)角度，由坐標(biāo)變換左乘原則得： AB1234567891.3 運(yùn)動(dòng)控制第61頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四1.3.1 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)伺服

33、指令的生成2、軌跡規(guī)劃的實(shí)現(xiàn)過程（2） CP下的軌跡規(guī)劃第一步：連續(xù)軌跡離散化B：離散點(diǎn)處的姿態(tài)計(jì)算 已知AB1234567891.3 運(yùn)動(dòng)控制第62頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四1.3.1 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)伺服指令的生成2、軌跡規(guī)劃的實(shí)現(xiàn)過程（2） CP下的軌跡規(guī)劃第一步：連續(xù)軌跡離散化B：離散點(diǎn)處的姿態(tài)計(jì)算 當(dāng)給定R的值， 則有：AB1234567891.3 運(yùn)動(dòng)控制第63頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四1.3.1 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)伺服指令的生成2、軌跡規(guī)劃的實(shí)現(xiàn)過程（2） CP下的軌跡規(guī)劃第一步：連續(xù)軌跡離散化B：離散點(diǎn)處的姿態(tài)計(jì)算 根據(jù)以上計(jì)算公式

34、，由路徑兩個(gè)端點(diǎn)A、B的姿態(tài)矩陣即可得機(jī)器人手部在整個(gè)路徑上繞三個(gè)坐標(biāo)軸的旋轉(zhuǎn)角度變化為：AB1234567891.3 運(yùn)動(dòng)控制第64頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四1.3.1 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)伺服指令的生成2、軌跡規(guī)劃的實(shí)現(xiàn)過程（2） CP下的軌跡規(guī)劃第一步：連續(xù)軌跡離散化B：離散點(diǎn)處的姿態(tài)計(jì)算 由作業(yè)任務(wù)的要求可將其用時(shí)間t的參數(shù)方程表示為： AB1234567891.3 運(yùn)動(dòng)控制第65頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四1.3.1 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)伺服指令的生成2、軌跡規(guī)劃的實(shí)現(xiàn)過程（2） CP下的軌跡規(guī)劃第一步：連續(xù)軌跡離散化B：離散點(diǎn)處的姿態(tài)計(jì)算 同樣

35、利用弧長公式將時(shí)間化為弧長的函數(shù)，并以等間隔弧長等分整個(gè)路徑，則任一離散點(diǎn)處繞三個(gè)坐標(biāo)軸的旋轉(zhuǎn)角度為： AB1234567891.3 運(yùn)動(dòng)控制第66頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四1.3.1 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)伺服指令的生成2、軌跡規(guī)劃的實(shí)現(xiàn)過程（2） CP下的軌跡規(guī)劃第一步：連續(xù)軌跡離散化B：離散點(diǎn)處的姿態(tài)計(jì)算 由此可得任一離散點(diǎn)處的位姿為： AB1234567891.3 運(yùn)動(dòng)控制第67頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四1.3.1 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)伺服指令的生成2、軌跡規(guī)劃的實(shí)現(xiàn)過程（2） CP下的軌跡規(guī)劃第一步：連續(xù)軌跡離散化 根據(jù)以上計(jì)算，最終可得離散點(diǎn)n

36、處的位姿為：AB1234567891.3 運(yùn)動(dòng)控制第68頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四1.3.1 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)伺服指令的生成2、軌跡規(guī)劃的實(shí)現(xiàn)過程（2） CP下的軌跡規(guī)劃第二步：PTP下的軌跡規(guī)劃 有了各個(gè)離散點(diǎn)處的位姿，就可以用PTP下的軌跡規(guī)劃實(shí)現(xiàn)方法，從而完成CP下的軌跡規(guī)劃。至此，在直角坐標(biāo)空間中兩點(diǎn)之間連續(xù)路徑的軌跡規(guī)劃就全部完成了。 AB1234567891.3 運(yùn)動(dòng)控制第69頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四1.3.2 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的伺服控制 多關(guān)節(jié)的工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)往往可以分解成若干個(gè)帶耦合的單關(guān)節(jié)控制系統(tǒng)。如果耦合是弱耦合，則每個(gè)

37、關(guān)節(jié)的控制可近似為獨(dú)立的，看成是每個(gè)關(guān)節(jié)由一個(gè)簡單的伺服系統(tǒng)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)。1.3 運(yùn)動(dòng)控制第70頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四1.3.2 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的伺服控制 機(jī)器人關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的伺服指令生成以后，就要采用一定的控制算法對(duì)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行伺服控制，常用的控制方法有以下幾種： 1、基于前饋和反饋的計(jì)算力矩的控制方法注意：前饋指的是加速度，反饋指的是速度和位移。 已知多自由度機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)模型為：且各項(xiàng) 均可精確計(jì)算。1.3 運(yùn)動(dòng)控制第71頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四1.3.2 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的伺服控制1、基于前饋和反饋的計(jì)算力矩的控制方法 具有前饋補(bǔ)償?shù)拈]

38、環(huán)伺服系統(tǒng)的性能取決于本體和控制對(duì)象的動(dòng)力學(xué)模型的估算準(zhǔn)確性。當(dāng)?shù)貌坏綔?zhǔn)確的動(dòng)力學(xué)模型或是環(huán)境變動(dòng)超出系統(tǒng)反饋補(bǔ)償范圍時(shí)，控制性能就會(huì)改變。1.3 運(yùn)動(dòng)控制第72頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四1.3.2 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的伺服控制1、基于前饋和反饋的計(jì)算力矩的控制方法 選取控制規(guī)律為：式中， 關(guān)節(jié)控制的輸入力（矩）向量； 關(guān)節(jié)速度誤差反饋系數(shù)； 關(guān)節(jié)位置誤差反饋系數(shù)； 希望跟蹤的關(guān)節(jié)速度和位移； 實(shí)際的關(guān)節(jié)速度和位移。1.3 運(yùn)動(dòng)控制第73頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四1.3.2 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的伺服控制1、基于前饋和反饋的計(jì)算力矩的控制方法 假定選取

39、 ，則有：由于慣性矩陣 可逆，所以可得誤差微分方程為： 式中， 關(guān)節(jié)位移誤差； 分別為關(guān)節(jié)速度和加速度的誤差。只要選取合適的 和 值，就可使關(guān)節(jié)變量的各項(xiàng)誤差漸趨于零。 1.3 運(yùn)動(dòng)控制第74頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四1.3.2 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的伺服控制1、基于前饋和反饋的計(jì)算力矩的控制方法 這種控制方法是基于關(guān)節(jié)變量加速度的前饋和速度、位移誤差的反饋以及對(duì)耦合力項(xiàng)和重力項(xiàng)的補(bǔ)償而實(shí)現(xiàn)的，其考慮的主要是位移和速度的誤差對(duì)慣性力項(xiàng)的影響，所以適合于低速、重載的機(jī)器人。 它的缺點(diǎn)是計(jì)算 的工作量大，且控制的精度主要依賴于機(jī)器人動(dòng)力學(xué)模型的精確度。 1.3 運(yùn)動(dòng)控制第75頁

40、，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四1.3.2 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的伺服控制2、線性多變量控制方法 線性多變量控制方法是利用機(jī)器人在工作點(diǎn)p0附近的線性模型工作的。 對(duì)任一多自由度機(jī)器人，其在工作點(diǎn)處的初始關(guān)節(jié)控制力（矩）向量與該點(diǎn)處對(duì)應(yīng)的關(guān)節(jié)位移、速度和加速度之間的動(dòng)力學(xué)模型為： 1.3 運(yùn)動(dòng)控制第76頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四1.3.2 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的伺服控制2、線性多變量控制方法 當(dāng)機(jī)器人在工作點(diǎn)處有一微小擾動(dòng)時(shí)，上述動(dòng)力學(xué)模型就變?yōu)椋菏街校?關(guān)節(jié)控制輸入力（矩）的微小變化； 關(guān)節(jié)位移的微小變化； 關(guān)節(jié)速度的微小變化； 關(guān)節(jié)加速度的微小變化。 1.3

41、 運(yùn)動(dòng)控制第77頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四1.3.2 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的伺服控制2、線性多變量控制方法 在工作點(diǎn)附近應(yīng)用臺(tái)勞級(jí)數(shù)將 和 展開，并忽略展開式中 及 的二階及二階以上的各次高階項(xiàng)，且假定它們足夠小，則上式可改寫為： 1.3 運(yùn)動(dòng)控制第78頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四1.3.2 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的伺服控制2、線性多變量控制方法 若令則得：該式即為機(jī)器人在工作點(diǎn)附近的增量線性定常模型。 1.3 運(yùn)動(dòng)控制第79頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四1.3.2 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的伺服控制2、線性多變量控制方法 若再令 、 、 則得：

42、 對(duì)耦合線性定常微分方程應(yīng)用以下的反饋控制律：式中， 關(guān)節(jié)位移誤差； 關(guān)節(jié)速度誤差； 反饋的關(guān)節(jié)速度和位移；設(shè)定的關(guān)節(jié)速度和位移。1.3 運(yùn)動(dòng)控制第80頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四1.3.2 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的伺服控制2、線性多變量控制方法 對(duì)控制律兩邊求拉普拉氏變換可得則其傳遞函數(shù)為： 由此可以看出，線性多變量控制選用的是一個(gè)比例微分（PD）控制器，其考慮的主要是位移和速度的誤差對(duì)耦合力項(xiàng)和重力項(xiàng)的影響，所以適合于高速、輕載機(jī)器人的控制。 1.3 運(yùn)動(dòng)控制第81頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四1.3.2 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的伺服控制3、自適應(yīng)控制 自適應(yīng)

43、控制就是指機(jī)器人根據(jù)傳感器對(duì)外界環(huán)境和對(duì)象物的感知，利用人工智能中的各種學(xué)習(xí)、推理和決策技術(shù)，對(duì)外界信息進(jìn)行準(zhǔn)確處理，然后對(duì)自己行為作出自主決策以自動(dòng)地完成任務(wù)的控制方式。 1.3 運(yùn)動(dòng)控制第82頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四1.3.2 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的伺服控制3、自適應(yīng)控制 理想自適應(yīng)控制是在基于模型控制的基礎(chǔ)上，增添自適應(yīng)控制規(guī)律，不斷觀測(cè)機(jī)器人各個(gè)關(guān)節(jié)的狀態(tài)和伺服誤差，驅(qū)動(dòng)自適應(yīng)算法，重新調(diào)整或更新非線性模型參數(shù)，直至伺服誤差消失為止。由此可見，這種控制方法對(duì)機(jī)器人控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能具有自我調(diào)整功能，并且可以達(dá)到全局的穩(wěn)定。 1.3 運(yùn)動(dòng)控制第83頁，共128頁，2

44、022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四1.3.2 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的伺服控制4、自學(xué)習(xí)控制 自學(xué)習(xí)控制是近年來提出的一種智能控制方法，它可利用結(jié)構(gòu)簡單的控制器實(shí)現(xiàn)高精度的控制。 目前人們提出的自學(xué)習(xí)控制方案主要有：迭代自學(xué)習(xí)控制重復(fù)自學(xué)習(xí)控制。 1.3 運(yùn)動(dòng)控制第84頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四1.3.2 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的伺服控制4、自學(xué)習(xí)控制迭代自學(xué)習(xí)控制： 迭代自學(xué)習(xí)控制是以數(shù)學(xué)模型模仿人類在每次操作均在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)結(jié)束，且在期望值給定的條件下重復(fù)進(jìn)行一件同樣的工作為基本思路，若每次操作開始時(shí)系統(tǒng)的初始值已知，每次輸出值可測(cè)，則輸出與輸入的誤差信號(hào)就可作為下一次的控制輸入

45、，用簡單的迭代律更新存入存儲(chǔ)裝置的控制輸入，從而改善系統(tǒng)在輸入作用下的輸出，直至獲得期望的控制結(jié)果。 1.3 運(yùn)動(dòng)控制第85頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四1.3.2 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的伺服控制4、自學(xué)習(xí)控制重復(fù)自學(xué)習(xí)控制： 重復(fù)自學(xué)習(xí)控制同樣適用于進(jìn)行重復(fù)操作的機(jī)器人，但它與迭代自學(xué)習(xí)控制不同，它不是簡單的生成期望的前饋控制信號(hào)，而是利用“內(nèi)模原理”，在穩(wěn)定的閉環(huán)系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置一個(gè)可以產(chǎn)生與參考輸入同周期的內(nèi)部模型，從而使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)外周期信號(hào)的跟蹤。 1.3 運(yùn)動(dòng)控制第86頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四1.3.3 機(jī)器人語言 世界上最早開展機(jī)器人語言

46、研究的是美國斯坦福大學(xué)、麻省理工學(xué)院以及英國的一些大學(xué)，他們?cè)?0世紀(jì)60年代初期就著手這方面的工作。 1973年斯坦福大學(xué)人工智能研究室研制出實(shí)用的WAVE 語言，這是第一個(gè)機(jī)器人語言。 WAVE 語言具有動(dòng)作的描述、力和接觸的控制，配合視覺系統(tǒng)可以完成手眼協(xié)調(diào)編程。 1.3 運(yùn)動(dòng)控制第87頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四1.3.3 機(jī)器人語言 之后斯坦福大學(xué)人工智能研究室在WAVE語言的基礎(chǔ)上，又開發(fā)出了AL 語言。 AL語言不僅能用來描述機(jī)器人手爪的操作，而且還能記憶作業(yè)環(huán)境以及環(huán)境內(nèi)各個(gè)對(duì)象物之間的相對(duì)位置，可以用來控制多臺(tái)機(jī)器人協(xié)調(diào)工作。 1.3 運(yùn)動(dòng)控制第

47、88頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四1.3.3 機(jī)器人語言 美國 IBM 公司在機(jī)器人語言研究上作了很多工作，也取得過不少成果。 該公司在20世紀(jì)70年代中期開發(fā)了應(yīng)用于直角坐標(biāo)機(jī)器人上的EMILY和ML語言，能用于機(jī)器人的裝配作業(yè)。此后又研制出用于裝配機(jī)器人的AUTOPASS 語言，這是一種比較高級(jí)的機(jī)器人語言，它可以對(duì)幾何模型類任務(wù)進(jìn)行半自動(dòng)編程。在1982年，IBM公司又推出了AML語言，目前，AML 語言已作為商業(yè)化產(chǎn)品用于 IBM 機(jī)器人的控制。 1.3 運(yùn)動(dòng)控制第89頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四1.3.3 機(jī)器人語言 1979

48、年,美國Unimation公司推出了VAL語言，主要用于PUMA和Unimate等系列的機(jī)器人上，是一種比較成功的機(jī)器人語言。 VAL 語言是在BASIC 語言的基礎(chǔ)上擴(kuò)展的機(jī)器人語言，它具有BASIC語言的結(jié)構(gòu)，比較簡單，易于編程，為工業(yè)機(jī)器人所適用。 1984年該公司推出VAL -語言，它是在VAL 語言的基礎(chǔ)上，增加開發(fā)利用傳感器信息進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制和數(shù)據(jù)處理以及通訊等功能?，F(xiàn)在VAL語言已經(jīng)升級(jí)為V+語言，性能得到了更大的提高。 1.3 運(yùn)動(dòng)控制第90頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四1.3.3 機(jī)器人語言 20世紀(jì)80年代初，美國 Automatix 公司開發(fā)了

49、RAIL 語言，它能利用視覺傳感器信息，進(jìn)行檢測(cè)零件作業(yè)。同期，麥道公司研制出了MCL語言，它是在數(shù)控語言APT基礎(chǔ)上發(fā)展起來的機(jī)器人語言。MCL 語言應(yīng)用于由機(jī)床及機(jī)器人組成的柔性加工單元的編程，其功能較強(qiáng)。 1.3 運(yùn)動(dòng)控制第91頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四1.3.3 機(jī)器人語言 到目前為止，國內(nèi)外尚無通用的機(jī)器人語言，雖然現(xiàn)有的品種繁多，僅在美、日、西歐實(shí)用的機(jī)器人語言就至少有數(shù)十種。但即使這樣，新的機(jī)器人語言還不斷出現(xiàn)。究其原因，就在于目前開發(fā)的機(jī)器人語言絕大多數(shù)是根據(jù)專用機(jī)器人而單獨(dú)開發(fā)的，存在著通用性差的問題。 1.3 運(yùn)動(dòng)控制第92頁，共128頁，2

50、022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四1.3.3 機(jī)器人語言 有的國家正嘗試在數(shù)控機(jī)床通用語言的基礎(chǔ)上，形成統(tǒng)一的機(jī)器人語言，但由于機(jī)器人控制不僅要考慮機(jī)器人本身的運(yùn)動(dòng)，還要考慮機(jī)器人與配套設(shè)備間的協(xié)調(diào)通訊以及多個(gè)機(jī)器人之間的協(xié)調(diào)工作，因而技術(shù)難度非常大，目前尚處于研究探索階段。 1.3 運(yùn)動(dòng)控制第93頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四1.3.3 機(jī)器人語言1、機(jī)器人語言的特點(diǎn)（1）機(jī)器人語言描述的內(nèi)容主要是機(jī)器人的作業(yè)動(dòng) 作、工作環(huán)境、操作內(nèi)容、工藝和過程。（2）機(jī)器人語言逐漸向結(jié)構(gòu)簡明、概念統(tǒng)一和容易 擴(kuò)展等方向發(fā)展。（3）機(jī)器人語言越來越接近自然語言，并且具有良

51、 好的對(duì)話性。 1.3 運(yùn)動(dòng)控制第94頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四1.3.3 機(jī)器人語言2、機(jī)器人語言的分類（1）根據(jù)機(jī)器人語言對(duì)作業(yè)任務(wù)描述水平的高低可 分為動(dòng)作級(jí)、對(duì)象級(jí)和任務(wù)級(jí)三大類。動(dòng)作級(jí) 動(dòng)作級(jí)的機(jī)器人語言是以機(jī)器人手部的運(yùn)動(dòng)作為作業(yè)描述的中心，將機(jī)器人作業(yè)任務(wù)中的每一步動(dòng)作都用命令語句來表述，每一條語句對(duì)應(yīng)于一個(gè)機(jī)器人動(dòng)作。若動(dòng)作的目的是移動(dòng)某一物體，基本運(yùn)動(dòng)語句形式為： MOVE TO 目的地 這一級(jí)語言的典型代表是 VAL 語言。 1.3 運(yùn)動(dòng)控制第95頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四1.3.3 機(jī)器人語言2、機(jī)器人語言的

52、分類對(duì)象級(jí) 對(duì)象級(jí)的機(jī)器人語言是以近似自然語言的方式，按照作業(yè)對(duì)象的狀態(tài)變化來進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，是以描述操作物體之間關(guān)系為中心的語言。由操作者給出作業(yè)本身的順序過程的描述及環(huán)境模型的描述，機(jī)器人即可自行決定如何動(dòng)作。這種語言可以利用傳感器信息來修改、更新環(huán)境的描述和模型，也可以利用傳感器信息進(jìn)行控制、測(cè)試和監(jiān)督。 這一級(jí)語言的代表是AUTOPASS語言。 1.3 運(yùn)動(dòng)控制第96頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四1.3.3 機(jī)器人語言2、機(jī)器人語言的分類任務(wù)級(jí) 在任務(wù)級(jí)語言環(huán)境下，使用者只要按某種原則給出作業(yè)起始狀態(tài)和作業(yè)目標(biāo)狀態(tài)，機(jī)器人語言系統(tǒng)即可利用已有的環(huán)境信息和知識(shí)庫

53、、數(shù)據(jù)庫自動(dòng)進(jìn)行推理、計(jì)算，最后自動(dòng)生成機(jī)器人詳細(xì)的動(dòng)作、順序和相應(yīng)數(shù)據(jù)。因此，這類語言必須具有判斷環(huán)境、描述環(huán)境的能力，同時(shí)，也必須有自動(dòng)完成許多規(guī)劃任務(wù)的能力。 這一級(jí)語言現(xiàn)仍處于基礎(chǔ)研究階段，還有許多問題沒有解決。 1.3 運(yùn)動(dòng)控制第97頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四1.3.3 機(jī)器人語言2、機(jī)器人語言的分類（2）根據(jù)機(jī)器人語言的實(shí)際應(yīng)用水平可分為動(dòng)作指示 語言和作業(yè)指示語言兩大類。 動(dòng)作指示語言 機(jī)器人的動(dòng)作指示語言是直接表述機(jī)器人臂部、腕部、手部等動(dòng)作控制的語言系統(tǒng)，它相當(dāng)于上面所述的動(dòng)作級(jí)機(jī)器人語言。 1.3 運(yùn)動(dòng)控制第98頁，共128頁，2022年，5

54、月20日，2點(diǎn)18分，星期四1.3.3 機(jī)器人語言2、機(jī)器人語言的分類（2）根據(jù)機(jī)器人語言的實(shí)際應(yīng)用水平可分為動(dòng)作指示 語言和作業(yè)指示語言兩大類。 作業(yè)指示語言 機(jī)器人的作業(yè)指示語言是僅表述機(jī)器人（如裝配機(jī)器人）的某種操作過程的語言系統(tǒng)，它相當(dāng)于上面所述的對(duì)象級(jí)機(jī)器人語言。 1.3 運(yùn)動(dòng)控制第99頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四1.3.3 機(jī)器人語言3、機(jī)器人語言的處理過程 當(dāng)用機(jī)器人語言編寫的程序?qū)C(jī)器人進(jìn)行控制時(shí)，它的處理過程主要有以下幾個(gè)方面： （1）分析程序 分析程序要分析的對(duì)象是工作人員用機(jī)器人語言編寫的作業(yè)程序。分析程序首先進(jìn)行語法檢查，并將程序中的錯(cuò)誤指

55、示出來。此外，分析程序還能對(duì)數(shù)據(jù)的維數(shù)和形式進(jìn)行檢查。一旦消除了所有的語法錯(cuò)誤，作業(yè)程序就可以進(jìn)行下一步的處理。 1.3 運(yùn)動(dòng)控制第100頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四1.3.3 機(jī)器人語言3、機(jī)器人語言的處理過程（2）編譯程序 編譯程序就是對(duì)作業(yè)程序的語義進(jìn)行檢查，它能檢驗(yàn)有沒有發(fā)出對(duì)存取不可能地址的移動(dòng)命令和有沒有使機(jī)器人手部過高速度的移動(dòng)等。編譯程序還要進(jìn)行一些軌跡計(jì)算，即在編譯作業(yè)程序時(shí)模擬機(jī)器人手部的位置和各個(gè)變量的值，跟蹤其與坐標(biāo)系相結(jié)合的狀態(tài)，然后根據(jù)這個(gè)值進(jìn)行軌跡計(jì)算，最后得到軌跡數(shù)據(jù)。 編譯程序還可將作業(yè)程序變換成實(shí)行解釋程序可以解釋的代碼。 1.

56、3 運(yùn)動(dòng)控制第101頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四1.3.3 機(jī)器人語言3、機(jī)器人語言的處理過程（3）實(shí)時(shí)解釋程序 實(shí)時(shí)解釋程序是將編譯程序生成的代碼實(shí)時(shí)解釋并執(zhí)行。實(shí)現(xiàn)動(dòng)作結(jié)合時(shí)，將必要的軌跡數(shù)據(jù)給予伺服模塊，通過狀態(tài)監(jiān)視模塊監(jiān)視它的動(dòng)作。（4）伺服模塊 伺服模塊的作用是根據(jù)軌跡數(shù)據(jù)，通過關(guān)節(jié)位移和速度等所組成的反饋控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)被指定的運(yùn)動(dòng)。 1.3 運(yùn)動(dòng)控制第102頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四1.3.3 機(jī)器人語言3、機(jī)器人語言的處理過程（5）狀態(tài)監(jiān)視模塊 狀態(tài)監(jiān)視模塊的作用是處理各種傳感器的反饋信號(hào)，抽出必要的信息交給實(shí)行解釋程

57、序。 以上只是機(jī)器人語言處理系統(tǒng)的梗概，完整的系統(tǒng)還應(yīng)包括生成作業(yè)程序的編輯程序、排除錯(cuò)誤的調(diào)試程序和輸出環(huán)境數(shù)據(jù)的示教系統(tǒng)程序等。 1.3 運(yùn)動(dòng)控制第103頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四1.3.3 機(jī)器人語言4、VAL語言 1979年美國Unimation公司推出的VAL語言，是在BASIC語言的基礎(chǔ)上擴(kuò)展的機(jī)器人語言，它具有BASlC語言的結(jié)構(gòu)，在此基礎(chǔ)上添加了機(jī)器人編程指令和VAL監(jiān)控操作系統(tǒng)。操作系統(tǒng)包括用戶交聯(lián)、編輯和磁盤管理等部分。VAL語言適用于機(jī)器人兩級(jí)控制系統(tǒng)，上級(jí)機(jī)是LSI1123小型計(jì)算機(jī)，機(jī)器人各關(guān)節(jié)則由6503微處理器控制。上級(jí)機(jī)還可以和用

58、戶終端、示教盒、I/O模塊和機(jī)器視覺模塊等交聯(lián)。 1.3 運(yùn)動(dòng)控制第104頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四1.3.3 機(jī)器人語言4、VAL語言 VAL語言在調(diào)試過程中可以和BASIC語言以及6503匯編語言聯(lián)合使用。VAL語言目前主要用在各種類型的PUMA機(jī)器人以及UNIMATE2000、UNIMATE 4000系列機(jī)器人上。 在VAL語言中，機(jī)器人終端位置和姿態(tài)用齊次變換表征。當(dāng)精度要求較高時(shí)，可以用精確點(diǎn)的數(shù)據(jù)表征終端位置和姿態(tài)。 1.3 運(yùn)動(dòng)控制第105頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四1.3.3 機(jī)器人語言4、VAL語言 VAL語言指令

59、分為二類：程序指令和監(jiān)控指令。（1）程序指令運(yùn)動(dòng)指令 MOVE 關(guān)節(jié)插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)。 MOVES 苗卡爾直線運(yùn)動(dòng)。 1.3 運(yùn)動(dòng)控制第106頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四1.3.3 機(jī)器人語言4、VAL語言（1）程序指令運(yùn)動(dòng)指令 可以在運(yùn)動(dòng)過程中進(jìn)行手爪的控制，如 MOVE PI，75 該指令產(chǎn)生從目前位置到PI點(diǎn)的關(guān)節(jié)插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)，并在運(yùn)動(dòng)過程中，手爪打開75mm。相應(yīng)的笛卡爾直線插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)指令為： MOVES PI，75 1.3 運(yùn)動(dòng)控制第107頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四1.3.3 機(jī)器人語言4、VAL語言（1）程序指令運(yùn)動(dòng)指令 APPRO

60、表示終端從當(dāng)前位置以關(guān)節(jié)插補(bǔ)方式移動(dòng)到與目標(biāo)點(diǎn)在z軸方向上相隔一定距離的處。 APPROS 含意同APPRO，但終端移動(dòng)方式為直線運(yùn)動(dòng)。 DEPART 或 DEPARTS 表示終端從當(dāng)前位置以關(guān)節(jié)插補(bǔ)形式（或直線運(yùn)動(dòng)）在z軸方向移動(dòng)移動(dòng)一段距離。 1.3 運(yùn)動(dòng)控制第108頁，共128頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)18分，星期四1.3.3 機(jī)器人語言4、VAL語言（1）程序指令手爪控制指令 OPEN， CLOSE 分別使手爪全部張開和全部閉合，并且在機(jī)器人下個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中執(zhí)行。 OPENI， CLOSEI 表示立即執(zhí)行，執(zhí)行完后，再轉(zhuǎn)下一個(gè)指令。 GRASP 使手爪立即閉合，并檢查最后的開啟量是