機器人系統中的開(kāi)閉環(huán)控制

    什么是機器人系統中的開(kāi)閉環(huán)控制？在生產(chǎn)和科學(xué)的發(fā)展過(guò)程中，自動(dòng)控制起著(zhù)重要的作用。目前，自動(dòng)控制普遍地應用于現代的工業(yè)、農業(yè)、國防和科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中?？梢赃@樣說(shuō)，一個(gè)國家在自動(dòng)控制方面水平的高低是衡量它的生產(chǎn)技術(shù)和科學(xué)技術(shù)水平先進(jìn)與否的一項重要標志。自動(dòng)控制涉及的范圍很廣，除了在宇宙飛船、導彈制導、飛機駕駛系統等領(lǐng)域中，自動(dòng)控制系統具有特別重要的作用之外，它在電力、機械、冶金、化工以及對人體有害的部門(mén)，如原子能反應堆等領(lǐng)域，自動(dòng)控制也占據著(zhù)十分重要的地位。

    所謂自動(dòng)控制就是在無(wú)人直接參加的情況下，利用控制裝置使被控制對象和過(guò)程自動(dòng)地按預定規律變化的控制過(guò)程。所謂自動(dòng)控制系統是由控制裝置和被控制對象所組成，它們以某種相互依賴(lài)的方式結合成為一個(gè)有機整體，并對被控制對象進(jìn)行自動(dòng)控制，顯然，這些控制裝置至少完成人所起的某種作用：測量、比較和執行?？刂葡到y按控制裝置與被控對象之間的作用形式來(lái)分，可分成開(kāi)環(huán)控制系統、閉環(huán)控制系統、復合控制系統。

    開(kāi)環(huán)控制：開(kāi)環(huán)控制是指控制裝置與被控制對象之間只有正向作用而沒(méi)有反向聯(lián)系的控制過(guò)程，在開(kāi)環(huán)系統中，不需要對輸出量進(jìn)行測量。開(kāi)環(huán)控制的特點(diǎn)：（1）輸出不影響輸入，對輸出不需要測量，通常較容易實(shí)現。（2）組成系統的元、部件精度高，系統的精度才能高。（3）系統的穩定性不是主要問(wèn)題。開(kāi)環(huán)系統存在的問(wèn)題：（1）要求元、部件的精度要高。（2）當存在變化規律無(wú)法預測的干擾時(shí)，不容易實(shí)現。

    閉環(huán)控制：閉環(huán)控制是指控制裝置與被控制對象之間既有正向作用，又有反向聯(lián)系的控制過(guò)程。在閉環(huán)系統中，需對輸出量進(jìn)行測量。典型的閉環(huán)系統，如小功率隨動(dòng)系統，雷達自動(dòng)控制系統等。顯然，閉環(huán)系統是反饋系統，反饋按反饋極性的不同分成兩種形式：如通過(guò)反饋是使系統偏差增大，即為正反饋；反之，稱(chēng)為負反饋。我們所講述的反饋系統，如果無(wú)特殊說(shuō)明，一般都是指負反饋。閉環(huán)控制的特點(diǎn)：（1）輸出影響輸入，所以能削弱或控制干擾。（2）低精度元件可組成高精度系統。（3）因為可能發(fā)生超調、振蕩，所以穩定性問(wèn)題很重要。

    一般說(shuō)來(lái)，當系統控制的規律能預先確定，并對系統可能出現的干擾可以做到有效控制時(shí)，宜采用開(kāi)環(huán)系統。因為開(kāi)環(huán)控制系統結構簡(jiǎn)單，易于維護，成本低，試用期短，特別當被控制量很難進(jìn)行測量時(shí)更是如此。只有在系統的控制量和擾動(dòng)量均無(wú)法事先預知的情況下，閉環(huán)系統才有其明顯的優(yōu)越性。值得重視的是，控制系統的干擾往往是未知的，加之其它原因，所以常見(jiàn)的大多數系統是閉環(huán)系統。

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