ralph98 (踏刃而起), 信區: robotech
標 題: re: 我們到底需要動力學來做什麼
發信站: bbs 水木清華站 (tue dec 7 18:41:16 2004), 站內
我個人覺得。在做實際專案時，動力學很難直接用於控制中。
在大多數情況下，控制末端執行器按照期望的軌跡運動的過程是這樣的：先是通過逆運動
學，算出各個關節的運動軌跡。然後通過各個關節通過位置閉環來跟蹤關節軌跡。其實現
方法大多是在關節或電機末端處加碼盤或電位計來檢測關節位置，以實現閉環運動。控制
演算法一般是pid演算法。這種方法簡單使用。但是機理不是很明了，因為機械人的各個關節耦
合力矩，慣性力矩，都看作是對每個關節的擾動力矩。通過關節位置pid控制器來把這些力
矩的影響減弱。它的本質就是將多輸入多輸出的系統簡化成單輸入，單輸出的系統。調節
各個關節控制器到期望的效能，使得各個關節跟蹤期望的軌跡，就ok了。這種方法簡單實
用，在實際的應用是最多的。
但是，機械人教材上所講的動力學和控制，是從整個系統出發，整個系統的輸入是各個關
節的力矩，輸出是運動（正向動力學），其控制演算法的輸入也是各個關節的力矩。這種方
法可以軟體**，它代表了這個系統的本質特性。但是，在實際中確很難使用，因為實際
中很難精確輸入控制力矩（通常控制力矩就是控制電機電流，但其精確度遠沒有位置閉環
的精度來得高），在加上傳動系統的摩擦和彈性變形等等，使得關節的力矩大小很難保證
。即使力矩能夠精確輸入，控制上也很麻煩：比如讓機械人末端執行器跟蹤期望的軌跡運
動，那麼這種方法的控制器是基於動力學計算的，自由度多時，計算很複雜。一般這種方
法都是用於理論上的演算法驗證什麼的，實際中使用的比較少.
發信人: probot (probot), 信區: robotech
標 題: re: 我們到底需要動力學來做什麼
發信站: bbs 水木清華站 (tue dec 7 19:35:49 2004), 站內
說的不錯，通過精確建模（動力學模型）所得到的控制器其效能只是在
理論上優於為單個關節設計的pid控制器。對於一般的開鏈結構的機械臂
而言，為單個關節設計pid控制器就足以滿足需要了----現在的對單軸的
伺服驅動已經做的非常非常非常好了，使用很方便，實時性也很容易滿足。
非要利用動力學模型來搞一套非常複雜的演算法，估計必須得自己設計硬體
才能真正實現，除了實驗室為了科研需要，實際應用中採用這樣的方案
是得不償失的。
發信人: wt70707 (justdoit), 信區: robotech
標 題: re: 我們到底需要動力學來做什麼
發信站: bbs 水木清華站 (wed dec 8 14:22:50 2004), 站內
只要有反饋， 就有動力學問題。只是概念上所指不同。
對 機械人手臂動力學的研究主要是為了解決這種開鏈結構機械人的負載自重比，
使其具有更高的剛性，能完成更高速度和精度的任務。
因為工業機械人手臂中電機到關節之間的齒輪的作用，使動力學模型非常不確定，
所以一般的，開鏈機械人手臂動力學的研究多針對直接驅動的機械人手臂。
這種機械人手臂的動力學能夠比較精確的計算和辨識，可以實現複雜的演算法，例如
計算力矩，變結構，hinf等。
不過現在這些還只是在實驗室中，實際中，就如ralph98所說，pid或pd。但任何一項
新技術都需要很長的實驗室階段。
控制魅力的體現主要在：動力學模型，輸入輸出關係，和不確定。
正是干擾，雜訊和模型攝動在促進控制領域的發展。
沒有動力學，就沒有控制這個領域
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