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运动控制:数学和物理防止碰撞

A3在线营销团队|8/19/2021

推文：

包含电气和机械工程，软件和硬件设计以及从田地中收集的洞察力，作为生物学，道德和心理学，机器人是一个真正的多学科域。

当然，数学和物理是核心，而且是相互交织的。两者都用于生产不会引起碰撞的自动化设备。

在这篇文章中，我们将采取高级外观运动控制，运动学和动力学的基础知识。在整个A3档案和超越A3档案中，我们将共享到有用资源的链接以了解更多关于运动控制和相关概念。

什么是运动控制？

正如它的名字所暗示的，“运动控制”指的是自动化的子领域，涉及实现自动化系统的所有独立部件的受控运动。要控制内部电机、夹持器尖端、机架和当今复杂自动化的所有其他组件的运动，需要了解关键的物理概念，如力、运动和扭矩，以及将复杂控制算法应用到现实硬件的能力。

成功部署，运动控制确保系统的每个部分都应该在任何给定时间，这确保了整体可靠性和重复性。

“运动控制”有时用于严格地控制电机运动的严格意义，但在最广泛的意义上，该术语包括自动化系统的所有部分，例如夹具和龙门。在这种更广泛的感觉中，运动控制包含路径规划，动力学和运动学。

一个典型的运动控制系统由三个部分组成:运动控制器，放大器和一个或多个电机。

运动控制器是操作的大脑，负责确保电机根据最终用户的要求执行，包括电机轨迹。运动控制器的尺寸缩小 - 近年来变得更聪明，使制造商能够在创新和日益有用的方式中将运动控制智能纳入他们的设计。

yaskawa美国YouTube上的电子学习系列包括运动控制基础知识概述：

运动学

在物理学中，运动学是一个通过几何学描述点、物体和物体系统相对于彼此的运动的子领域。

在机器人技术中，运动学指的是机器人运动的几何形状，并包含运动学方程，允许计算自动化系统中不同点的位置。至关重要的是，运动学不考虑引起运动的力，它只考虑运动是否可能。

向前运动学涉及从联合参数的指定值计算终端效应器的位置。逆运动学基于末端执行器位置计算相关的关节角度。

斯坦福大学的“机器人导论”系列视频包括这个关于运动学概念的有用讲座:

动力学

在物理学中，动力学是指作用于负责导致其运动的体或粒子的力的研究。在机器人学中，这涉及计算和评估系统中存在的扭矩和力，包括电流。这里使用Newton-euler和拉格朗日方程来提供自动化系统的动态模型，或者确定作用于机器人操纵器的刚性环节的力和时刻。

进一步阅读A3档案:

超越：

西北大学机器人和生物系统中心在U.S.A.已将一系列视频作为“现代机器人：力学，规划和控制”（剑桥大学出版社，2017年），所有这些视频都在YouTube上提供，包括：

https://www.youtube.com/watch?v=qfcbtvjqm8i.

昆士兰大学教授迈克尔。米尔福德的正逆运动学指南: