机器人和视觉系统的pid控制器设计

《机器人和视觉系统的pid控制器设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、机器人和视觉系统的PID控制器设计摘要PID控制是最早发展起来的经典控制策略,是用于过程控制最有效的策略之一。由于其原理简单、技术成功，在实际应用中较易于整定,在工业控制中得到了广泛的应用。它最大的优点是不需了解被控对象精确的数学模型,只需在线根据系统误差及误差的变化率等简单参数,经过经验进行调节器参数在线整定,即可取得满意的结果,具有很大的适应性和灵活性。机器视觉系统是指用计算机来实现人的视觉功能，也就是用计算机来实现对客观的三维世界的识别。按现在的理解，人类视觉系统的感受部分是视网膜，它是一个三维采样系统。三维物体的可见部分投影到网膜上，人们按照投影到视网膜上的二维的像来对

2、该物体进行三维理解。本文使用PID控制器对机器视觉系统进行调节，使其优化，并使用MATLAB对系统进行建模仿真。关键字：PID控制器机器视觉系统MATLABAbstractClassicalcontrolstrategyofPIDcontrolwasfirstdeveloped,isoneofthemosteffectivestrategiesforprocesscontrol.Duetoitssimpleinprinciple,technologysuccess,andinpracticeeasiersetting,ithasbeenwidelyusedinindustria

3、lcontrolapplications.Itsgreatestadvantageisthatdonotneedtoknowprecisemathematicalmodeloftheobjectbeingcontrolledjustonlinebasedonachangeofsystemerrorsanderrorrateandothersimpleparameters,aftertheexperiencedregulatorparameterslinesetting,youcanachievesatisfactoryresults,withagreatdealofadapta

4、bilityandflexibility.Machinevisionsystemsaresystemsthatusecomputerstoachievementofhumanvisualfunction,whichusecomputerstoachieveoftheobjectiverecognitionofthreedimensionalworld.Accordingtopresentunderstanding,feelpartofthehumanvisualsystemistheretina,whichisathreedimensionalsamplingsystem.Th

5、reedimensionalonthevisiblepartoftheobjectprojectedontotheretina,peoplefollowthetwodimensionalprojectedontotheretinaastheobjecttobethreedimensionalunderstandingof..ThisarticleusesadjustedPIDcontrollerformachinevisionsystems,optimization,andmodelingandsimulationofsystemsusingMATLAB.Keywords:PI

6、Dcontroller,Machinevisionsystem,MATLAB已知机器人系统为单位反馈系统，被控对象为机器臂，其传递函数为：使用MATLAB对对象进行分析：1.开环传递函数的零极点分布图及其根轨迹图如下：程序为：num=[1];den=[0.5,1.5,1];G=tf(num,den);figure(1)pzmap(G);figure(2)rlocus(G);图1零极点分布图图2根轨迹图2．对其绘制阶跃响应曲线，程序如下：num=[1];den=[0.5,1.5,1];G=tf(num,den);step(G)图3-1阶跃响应曲线图3-2阶跃响应曲线及K,T,L

7、对应值从图3-1,3-2中,我们可以近似地提取出带有延迟的一阶环节模型L=0.315,T=2.25,K=0.9993．已知被控对象的K、L和T值后,我们可以根据Ziegler—Nichols整定公式编写一个MATLAB函数ziegler_std()用以设计PID控制器。该函数程序如下：function[num,den,Kp,Ti,Td,H]=Ziegler_std(key,vars)Ti=[];Td=[];H=[];K=vars(1);L=vars(2);T=vars(3);a=K*L/T;