登高车机械臂控制算法介绍   珠海登高车出租,珠海登高车租赁, 珠海登高车价格  虽然很多控制算法可用于登高车控制，如自适应控制、鲁棒控制、神经网络控制、模糊控制等，但在工程实践中使用较为广泛和成熟的还是PID控制算法。（一）简单PID控制PID（比例-积分-微分）作为较成熟和实用的控制器，广泛应用于实际工业控制中。对PID而言，参数P为控制系统的基础，其控制参数可以调节系统的稳定性，积分环节可以消除静差，参数D可以进一步提高系统的快速性。 PID控制器的各校正环节的作用如下：（1）比例环节—输入信号与反馈信号的差值e(t)产生时，控制器成比例地做出反映，对系统产生控制作用，以减少偏差。（2）积分环节—主要用于提高系统精度，消除控制静差。当积分时间常数iT越大时，积分作用就越弱，反之则越强。（3）微分环节—当偏差信号变化的过快时，通过引入一个有效的修正信号，加快了系统的动作速度，间接的减小了系统的调节时间。但是，在使用PID控制算法进行登高车轨迹跟踪控制时由于摩擦力、重力和外界的扰动的影响，系统会有较大的误差，故在使用PID控制时，通常需要将积分环节忽略。对于轨迹跟踪控制系统，通常将期望的关节运动角度和角速度做为给定，与关节的实际角位移和角速度相比较来进行控制。（二）PID加前馈控制当考虑重力时，登高车动力学方程,  在加入控制后的动力学方程.  在使用PID加前馈控制时，在PID控制的基础上加入估计的重力矩。前面通过模型验证，说明了既可以用求解的动力学方程进行控制仿真，也可以使用ADAMS虚拟样机模型进行控制仿真，两者保持一致性。 

    （一）MATLAB定点控制由于登高车系统是非线性，比较复杂动态的控制系统，使用Simulink中的框图难以搭建这种系统，而使用Simulink中的S-函数模块，可以很好的将登高车系统模型表示出来，同时可以在使用时直接调用。采用PID控制算法，搭建控制系统模型的具体步骤如下（1）新建一个新的Simulink文件，文件名保存为*.mdl。（2）建立登高车系统模型和控制系统模型的S-函数。（3）建立控制目标信号，要求控制目标。（4）添加S-function模块，将S-functionname改为plant和control。（5）添加示波器等模块完善整个系统，定点控制系统。

    （二）MATLAB轨迹跟踪控制在前面章节中已经推导出二关节和三关节登高车动力学方程，利用该动力学方程在MATLAB中进行轨迹跟踪控制系统设计和仿真。 对PID参数进行试凑和仿真验证，将仿真时间设置为10s。当Time=2s后PID控制算法能够实现登高车轨迹跟踪控制目标且控制效果较好，满足设计要求。对PID参数进行试凑和仿真验证。选择其中一组较好的PID参数，保证登高车各个关节角度误差保持在5范围内，运行仿真，将仿真时间设置为10s，仿真后的结果。 当Time=2s后PID控制算法能够基本实现登高车轨迹跟踪控制目标，满足设计要求，但轨迹跟踪有一定误差，需要进一步优化PID参数来减小误差。  各关节角度和角速度轨迹跟踪误差曲线，从图中可以看出，当Time=2s时，各关节基本可以实现轨迹跟踪目标。其中，臂1关节角度误差最大值0.01rad，角速度误差最大值0.055rad/s，臂2关节角度误差最大值0.05rad，角速度误差最大值0.1rad/s，臂3关节角度误差最大值0.018rad，角速度误差最大值0.08rad/s，各关节角度误差值都在控制精度0~5范围内，满足设计要求。

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  （三）ADAMS和MATLAB联合控制ADAMS软件具有建立系统动力学模型功能，MATLAB中的Simulink可以搭建控制系统功能，使用两种软件联合仿真可以更加清晰和直观的展现虚拟样机模型的动态过程。使用ADAMS与MATLAB联合控制时，使用的是ADAMS中的Controls模块和MATLAB中的Simulink模块。要先在ADAMS中建立登高车模型并添加相关约束，设置相应的输入和输出变量；再通过Controls接口导出控制参数，在MATLAB中输入相应的命令将ADAMS中的模型和参数导入MATLAB中，再利用Simulink模块建立控制模块完善整个系统，最后完成仿真。联合仿真步骤为（1）加载ADAMS/Controls模块，菜单栏。（2）建立登高车模型，添加约束和相关运动函数。（3）添加单分量力矩。将单分量力矩的参数设置为NormaltoGrid和SpaceFixed，并将Characteristic设置为Constant，将Torque值设为0。（4）建立输入和输出状态变量。其中，力矩初始值设为0，关节角度和角速度与相应的43Marker点关联。（5）参量化力矩。采用VARVAL函数将状态变量torque和力矩联系在一起，使得单分量力矩的值都来自于状态变量torque。（6）导出控制参数。单击菜单上的【Controls】【ExportPlant→】，将TargetSoftware修改为MATLAB，AnalysisType设置为non_linear，导出完成后会在ADAMS的工作目录下产生*.m、*.cmd和*.adm这三个文件。

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