專家控制系統(tǒng)是一個(gè)應(yīng)用專家系統(tǒng)技術(shù)的控制系統(tǒng),也是一個(gè)典型的和廣泛應(yīng)用的基于知識(shí)的控制系統(tǒng)。
專家控制系統(tǒng)因應(yīng)用場合和控制要求不同,其結(jié)構(gòu)也可能不一樣。然而,幾乎所有的 專家控制系統(tǒng)(控制器)都包含知識(shí)庫、推理機(jī)、控制規(guī)則集和/或控制算法等。
本專家控制系統(tǒng)為 一 工業(yè)專家控制器(EC), 它 由 知 識(shí) 庫 、 推 理 機(jī) 、 控 制 規(guī) 則 集 和 特 征識(shí)別信息處理等單元組成。知識(shí)庫用于存放工業(yè)過程控制的領(lǐng)域知識(shí);推理機(jī)用于記憶所采用的規(guī)則和控制策略,使整個(gè)系統(tǒng)協(xié)調(diào)地工作;推理機(jī)能夠根據(jù)知識(shí)進(jìn)行推理,搜索并導(dǎo)出結(jié)論。
特征識(shí)別與信息處理單元的作用是實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的提取與加工,為控制決策和學(xué)習(xí)適應(yīng)提 供依據(jù)。它主要包括抽取動(dòng)態(tài)過程的特征信息,識(shí)別系統(tǒng)的特征狀態(tài),并對(duì)特征信息做必要 的加工。
EC 的 輸 入 集 為E=(R,e,Y,U),S 為 特 征 信 息 輸 出 集 ,K 為 經(jīng) 驗(yàn) 知 識(shí) 集 ,G 為 規(guī)
則 修 改 命 令 ,I 為推理機(jī)構(gòu)輸出集, U 為 EC 的 輸 出 集 。
EC 的模型可用下式表示:
U=f(E,K,I) (5.85)
智 能 算 子f 為幾個(gè)算子的復(fù)合運(yùn)算:
f=g·h·p
其 中 ,g:E→S;h:S×K→I;p:I×G→U。
g、h、p 均為智能算子,其形式為:
IF A THEN B (5.86)
其 中 ,A 為前提條件, B 為結(jié)論。 A 與 B 之間的關(guān)系可以包括解析表達(dá)式、模糊關(guān)系、因 果關(guān)系和經(jīng)驗(yàn)規(guī)則等多種形式。 B 還可以是一個(gè)子規(guī)則集。
遞階智能控制是按照精度隨智能降低而提高的原理(IPDI) 分級(jí)分布的,由三個(gè)基本控制級(jí)構(gòu)成的,系統(tǒng)的輸出是通過一組施于驅(qū)動(dòng)器的具體指令來實(shí)現(xiàn)的
雷伯特-克雷格位置/力混合控制器為R-C 控制器,P(q) 為機(jī)械手運(yùn)動(dòng)學(xué)方程;T 為力變換矩陣; 操作空間力和位置混合控制系統(tǒng),末端工具的動(dòng)態(tài)性能將直接影響操作質(zhì)量
每個(gè)關(guān)節(jié)所需要的力或力矩 T, 是由五個(gè)部分組成的,第一項(xiàng)表示所有關(guān)節(jié)慣量的作用,各個(gè) 關(guān)節(jié)的慣量被集中在一起,存在有關(guān)節(jié)間耦合慣量的作用,第三項(xiàng)和第四項(xiàng)分別表示向心力和哥氏力的作用
有個(gè)光學(xué)編碼器,以便與測速發(fā)電機(jī)一起組成位置和速度反饋,是一種定位裝置,它的每個(gè)關(guān)節(jié)都有一個(gè)位置控制系統(tǒng);對(duì)機(jī)器人的關(guān)節(jié)坐標(biāo)點(diǎn)逐點(diǎn)進(jìn)行定位控制
機(jī)器人位置控制有時(shí)也稱位姿控制或軌跡控制,主要有兩種機(jī)器人的位置控制結(jié)構(gòu)形式,即關(guān)節(jié)空間控制結(jié)構(gòu)和直角坐標(biāo)空間控制結(jié)構(gòu);機(jī)器人的伺服控制結(jié)構(gòu)有集中控制、分散控制和遞階控制等
液壓傳動(dòng)機(jī)器人具有結(jié)構(gòu)簡單、機(jī)械強(qiáng)度高和速度快等優(yōu)點(diǎn);一般采用液壓伺服控制閥和模擬分解器實(shí)現(xiàn)控制和反饋,省去中間動(dòng)力減速器,從而消除了齒隙和磨損問題
機(jī)器人控制器具有多種結(jié)構(gòu)形式,包括非伺服控制、伺服控制、位置和速度反饋控制、力(力矩)控制、基于傳感器的控制、非線性控制、分解加速度控制、滑?刂啤⒆顑(yōu) 控制、自適應(yīng)控制、遞階控制以及各種智能控制等
電機(jī)與減速器是構(gòu)成機(jī)器人關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的核心機(jī)電組件;傳感器與感知模組用于實(shí)時(shí)獲取機(jī)器人自身狀態(tài)及與環(huán)境交互信息的感知單元;機(jī)器人大腦系統(tǒng)負(fù)責(zé)感知和規(guī)劃決策
頻譜圖法將語音信號(hào)的頻譜沿著時(shí)間軸加以展開,識(shí)別精度一般;LPC法是對(duì)語音信號(hào)抽取LPC系數(shù);隱藏式馬可夫模式用于非特定人的語音識(shí)別,建立語音的狀態(tài)轉(zhuǎn)移模式
機(jī)器人通過攝像頭這些外設(shè)獲得圖像之后,利用某種算法來進(jìn)行圖像之間的變換,對(duì)圖像進(jìn)行各種操作以達(dá)到所需要實(shí)現(xiàn)的功能;點(diǎn)運(yùn)算改善圖像的顯示效果
由圖像采集系統(tǒng),圖像處理系統(tǒng)及信息綜合分析處理系統(tǒng)構(gòu)成;機(jī)器人的視覺,大概可以理解為“視”和“覺” 兩部分;系統(tǒng)主要由圖像采集部件、圖像的處理和分析、處理結(jié)果輸出裝置
全局規(guī)劃方法依照已獲取的環(huán)境信息,給機(jī)器人規(guī)劃出一條路徑,路徑的精確程度取決于獲取環(huán)境信息的準(zhǔn)確程度;局部規(guī)劃方法側(cè)重于考慮機(jī)器人當(dāng)前的局部環(huán)境信息