前言:想要寫出一篇引人入勝的文章?我們特意為您整理了工業(yè)機(jī)器人中C程序設(shè)計(jì)的應(yīng)用范文,希望能給你帶來靈感和參考,敬請閱讀。
關(guān)鍵詞:C程序設(shè)計(jì);工業(yè)機(jī)器人;應(yīng)用
工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用范圍近年來有所擴(kuò)大,部分原因是開發(fā)離線編程(OLP)系統(tǒng)使程序開發(fā)能夠在虛擬環(huán)境中進(jìn)行所帶來的編程能力的進(jìn)步。然而,OLP系統(tǒng)應(yīng)用中的關(guān)鍵因素是其對物理機(jī)器人建模的準(zhǔn)確性。理想的仿真模型與現(xiàn)實(shí)世界之間的偏差,導(dǎo)致OLP系統(tǒng)產(chǎn)生具有較大位置誤差的機(jī)器人姿態(tài)。
一、工業(yè)機(jī)器人中的應(yīng)用背景
機(jī)器人標(biāo)定是一個(gè)被廣泛研究的領(lǐng)域,已經(jīng)產(chǎn)生了各種各樣的解決方案。所提出的大多數(shù)方法都是通過建立模型結(jié)構(gòu)來解決振動問題,然后是間接的,往往是不好的數(shù)值參數(shù)識別。本文介紹了一種新的基于C程序規(guī)劃的逆靜態(tài)運(yùn)動學(xué)標(biāo)定技術(shù),用于建立和識別模型結(jié)構(gòu)和參數(shù)。該技術(shù)具有識別真實(shí)標(biāo)定模型的潛力,避免了傳統(tǒng)方法存在的問題。介紹了該方法的基本原理,并給出了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。任何成功的離線程序都必須包括一種補(bǔ)償仿真和實(shí)際機(jī)器人之間的誤差的方法。機(jī)器人校準(zhǔn)技術(shù)是為了改進(jìn)機(jī)器人的軟件模型而設(shè)計(jì)的,以便它能夠更好地反映實(shí)際機(jī)器人的行為。這些技術(shù)可以分為靜態(tài)校準(zhǔn)和動態(tài)校準(zhǔn)。本文討論靜態(tài)校準(zhǔn)的問題,更具體地說是反相校正。目的是改進(jìn)機(jī)器人末端執(zhí)行器位置與關(guān)節(jié)位置相關(guān)的運(yùn)動學(xué)模型,傳感器讀數(shù),以便更準(zhǔn)確地表示其實(shí)際位置。[1]建立的機(jī)器人標(biāo)定方法是基于經(jīng)典的數(shù)學(xué)回歸技術(shù)。它們通常適用于由用戶預(yù)先指定的1非線性參數(shù)回歸模型。這項(xiàng)工作中所采用的方法是完全不同的。模型關(guān)聯(lián)系統(tǒng)輸入到輸出不是預(yù)先規(guī)定的,而是用C程序規(guī)劃方法發(fā)展的非符號形式。該技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)是它并不局限于預(yù)先定義的模型結(jié)構(gòu),因此有可能產(chǎn)生一個(gè)比傳統(tǒng)方法更完整、更精確的校準(zhǔn)模型。
(一)傳統(tǒng)建模技術(shù)最大的靜態(tài)機(jī)器人標(biāo)定研究是基于參數(shù)模型的,其目的是描述關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)與末端執(zhí)行器姿態(tài)之間的真實(shí)關(guān)系。該領(lǐng)域的大部分工作都是在аррliеdtоthеfоRWаrdkinеmаtiсmоdеlР=f(θ,ф)的正向校準(zhǔn)方法上進(jìn)行的。Тhis利用f模型的方程,利用參數(shù)向量ф進(jìn)行標(biāo)定,由關(guān)節(jié)構(gòu)型計(jì)算末端效應(yīng)位姿P。校準(zhǔn)過程通常采用以下步驟進(jìn)行:1.建立了一種基于先驗(yàn)工程知識的模型,該模型提供了模型的結(jié)構(gòu)和標(biāo)稱參數(shù)值。2.建立了一套采樣器位置,并對其實(shí)際位置進(jìn)行了測量。[2]3.采用基于最小二乘擬合的數(shù)值方法,根據(jù)測量結(jié)果確定模型參數(shù)。實(shí)現(xiàn)了識別模型?;诰_參數(shù)的機(jī)器人標(biāo)定模型開發(fā)中的重要問題是運(yùn)動學(xué)模型的完備性和比例性,以及非幾何效應(yīng)的引入。當(dāng)物理代數(shù)測量中的小變化可以用相應(yīng)的相關(guān)模型參數(shù)的小變化來表示時(shí),運(yùn)動學(xué)模型被定義為成比例的。為了使模型完整,它必須能夠充分描述運(yùn)動鏈中連續(xù)關(guān)節(jié)的所有空間代數(shù)?;贒enavit和Hartenberg變換的基于樣本的模型缺乏完備性和相稱性,這導(dǎo)致了用非線性優(yōu)化方法進(jìn)行參數(shù)辨識時(shí)的不穩(wěn)定性。如果該模型包含不足以精確描述機(jī)械手幾何形狀的參數(shù),則該參數(shù)將同時(shí)考慮建模和未建模的影響。因此,物理參數(shù)和模型參數(shù)之間沒有適當(dāng)?shù)年P(guān)系。辨識算法可以找到最優(yōu)的參數(shù)值,但是這些值是針對特定的不完全模型進(jìn)行優(yōu)化的,并且不能反映機(jī)器人的物理特性。連桿長度、關(guān)節(jié)方向、編碼器偏差等幾何參數(shù)的變化對定位誤差的貢獻(xiàn)最大,且假定為時(shí)不變,便于建立補(bǔ)償方案以提高定位精度。非幾何效應(yīng)如關(guān)節(jié)偏心和柔度、靜撓度和熱效應(yīng)對誤差的貢獻(xiàn)較小,但意義重大。然而,他們的影響。是一個(gè)參數(shù)化的滴定模型,并且經(jīng)常依賴于操縱器和有效載荷。[3]
(二)確定性建模技術(shù)同時(shí)建模幾何和非幾何的困難導(dǎo)致了各種交替技術(shù)。其中,位置誤差是用1種非參數(shù)模型來近似的。泛函逼近理論提供了各種基于單位多項(xiàng)式和多元多項(xiàng)式的逼近模型和方法。題名/責(zé)任者:Reach,Spline,Bezier曲線,小波,F(xiàn)ourier級數(shù),人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)數(shù)據(jù)在一定區(qū)間內(nèi)的逼近特性,選擇了一個(gè)近似模型,并對該數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合或訓(xùn)練。然而,由于這些近似模型是非參數(shù)的,因此,模型參數(shù)與待逼近數(shù)據(jù)的物理性質(zhì)之間沒有任何關(guān)系。他們只有在他們接受訓(xùn)練的時(shí)間范圍內(nèi)才能有效,并且無力或無力外推或推廣到這些范圍以外的范圍內(nèi)。[4]
二、C程序設(shè)計(jì)在工業(yè)機(jī)器人中的應(yīng)用
C程序編程涉及原始實(shí)體計(jì)算機(jī)程序的進(jìn)化綜合。得到的結(jié)果是能夠解決問題的符號計(jì)算機(jī)程序。C程序編程和itsterminology的主要原理(基于LISP編程語言)是由Koza開發(fā)的。該技術(shù)已被廣泛應(yīng)用,包括結(jié)構(gòu)化過程建模,非線性系統(tǒng)參數(shù)辨識。機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能,但其在機(jī)器人校準(zhǔn)領(lǐng)域的應(yīng)用被認(rèn)為是全新的。[5]
(一)正在適應(yīng)的結(jié)構(gòu)C程序算法被設(shè)計(jì)用來修改或調(diào)整解的編碼,通常是字符串,通常是固定長度的結(jié)構(gòu)。例如,這些字符串可能對應(yīng)于一個(gè)特定變量或一組變量的數(shù)值。在C程序?qū)W編程中,個(gè)體結(jié)構(gòu)經(jīng)歷了適應(yīng)性,是按層次結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)程序。因此,從那時(shí)起。編寫一個(gè)計(jì)算機(jī)程序來解決任何問題都是可能的,這些程序具有跨越аррliеdtоthеfоRWаrdkinеmаtiсmоdеlР=f(θ,ф)任意大范圍的能力。搜索空間。由Koza提出的被稱為s表達(dá)式的進(jìn)化程序表示由終端節(jié)點(diǎn)和非終端節(jié)點(diǎn)組成的根標(biāo)記樹。終端和非終端集是由該問題定義的,是農(nóng)業(yè)編程算法用于編寫程序的唯一資源。終端集通常包含常量、變量或其他原語問題域依賴的實(shí)體,例如沒有參數(shù)的函數(shù)或命令。使用本文中使用的符號回歸,終端集還可以包含臨時(shí)隨機(jī)常數(shù)9i,它在每次選擇終端時(shí)在指定范圍內(nèi)返回一個(gè)隨機(jī)數(shù),非終端集可能包含算術(shù);三角函數(shù)、布爾函數(shù)、條件算子和依賴于問題域的函數(shù),例如機(jī)器人中的運(yùn)動語句。[6]
(二)使用運(yùn)算符對于這兩個(gè)集合來說,擁有解決問題的程序所必需的所有組件是很重要的。此外,所有節(jié)點(diǎn),特別是函數(shù)節(jié)點(diǎn),都必須遵守閉包屬性;因此,任何節(jié)點(diǎn)的計(jì)算結(jié)果總是定義良好,對于任何參數(shù)組合都是有效的。由于C程序規(guī)劃在程序的構(gòu)造方式上通常是不受約束的(除了定義了最大樹深外),因此需要通過重新定義所有可能在某些情況下導(dǎo)致未定義結(jié)果的操作符來防止可能的無效操作。例如,在使用除法運(yùn)算符時(shí),必須引入受保護(hù)的除法a%b,以防止因可能的除法而產(chǎn)生的無效結(jié)果為零。平方根SQRTp(X)和對數(shù)mlogp(X)可能需要類似的保護(hù)版本。
三、結(jié)束語
綜上所述,機(jī)器人標(biāo)定是一個(gè)被廣泛研究的領(lǐng)域,已經(jīng)產(chǎn)生了各種各樣的解決方案。通過C語言程序設(shè)計(jì)課程與工業(yè)機(jī)器人控制技術(shù)結(jié)合,這些都需要我們不斷加深研究。
參考文獻(xiàn):
[1]俞國印.基于Arm-Linux嵌入式轉(zhuǎn)動角度采集系統(tǒng)的研制及其應(yīng)用[D].內(nèi)蒙古:內(nèi)蒙古科技大學(xué),2014.
[2]朱劍.基于DSP與USB的移動機(jī)器人運(yùn)動控制系統(tǒng)研究與開發(fā)[D].山東:山東大學(xué),2008.
[3]張照磊.基于STC12C5A60S2單片機(jī)教學(xué)用機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D].江蘇:蘇州大學(xué),2017.
[4]雷曉麗.基于Trio運(yùn)動控制器的四自由度機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D].陜西:陜西科技大學(xué),2011.
[5]王艷會,鐘誠.從《CPrimerPlus》看國內(nèi)外計(jì)算機(jī)專業(yè)C程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)方法的區(qū)別[J].教書育人(高教論壇),2020(5):106-107.
[6]曹清清,劉艷,馬萌,等.基于社會網(wǎng)絡(luò)分析理論的高職“C#程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”在線開放課程交互行為研究[J].科教導(dǎo)刊,2020(15):32-33.
作者:王才德 單位:南京江寧高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校