智能机器人节能控制技术探究

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[摘要]机器人的发展历史已经近半个世纪，其代表着一个国家的科学技术的发展程度，每个国家都很重视智能机器人的研究，根据上述背景，提出智能机器人节能控制技术研究。智能机器人节能控制技术是以PID技术为基础的，主要的工作原理是通过控制启动时的电流来减少智能机器人的能量消耗，以此来达到节能的目的，并对该技术进行了试验，试验结果表明该技术可以实现节能的目的。

[关键词]智能；机器人；节能控制技术

机器人的发展已经有60年的历史之久，它代表着科学技术发展的程度，这些年来，从最开始的编程机器人到现在的智能机器人，节能控制技术都在不断的更新和完善。节能控制技术一直是智能机器人的热点问题和技术发展的方向。国内近几年的计算机技术在飞速的发展，为智能机器人节能控制技术的研究提供了理论以及技术上的支撑。本文将结合智能机器人的特点，利用神经网络PID理论对智能机器人的节能控制技术进行研究[1]。

1基于PID的智能机器人节能控制技术

在智能机器人的节能控制系统中，主要的控制对象就是发动机的转速。智能机器人的启动主要有两种模式。第一种是降压启动:这种启动方式会使电流与电压呈现正比例的关系。因此，可以降低定子电流以限制启动电流，即降压启动。由于启动转矩减小，降压启动时启动的电流减小，所以只适用于启动电流必须减小，负载不变，不需要高启动的情况[2]。此方法的具体操作是：机器人启动时，发动机连接成星形接线，启动成功后，发动机变成三角形接线。通过控制功率的方式来对启动电流进行控制，以此达到降压启动的标准，这种方式无法判断发动机功率的大小是否需要降压启动，必须仔细观察研究机器人的负载条件。智能机器人的启动电流比正常电流大了很多倍，而电网电压的电压范围可承受的波动通常为±10％。第二种是直接启动，也可以叫做全压启动，是大部分机器人启动的方式。把机器人定子电压端连接到电源，并在正常电压值下启动。全压启动具有快速、启动转矩大的特点，是最简单，经济，可靠的启动方式[3]。智能机器人节能控制技术的应用的研究很多，其中有许多完善的方法。在提高机器人节能控制方面，主要包括以下措施：首先是改善机械特性曲线以便能够顺利且平稳地实现发动机转矩提升过程；其次是最小化机器人启动的瞬时电流；再次是应尽可能简化机器人的启动器控制，以便于节能。

2节能控制技术的工作原理

智能机器人的节能控制系统需要运用到计算机内部的浮点运算，通常的控制器是没法办法实现的，所以，将其运用到节能控制器上。节能控制器采取的是主从机的构成方式。主机主要的任务是完成神经网络的学习算法，从机的任务是完成采集样本以及控制的任务，从机是插卡式设计。要真正实现机器人节能，机器人应该在大部分工作时间内必须是节能的状态，这个要求有点近乎苛刻。因此，不能满足发动机输出转速要求。在这个条件下，在启动阶段设计一个自动调节定子端电压的控制装置，以便在启动过程中可以自动的调节输出电流和输出转矩。一般的软件设计大部分是依靠改变接线方式来降低启动电流，以此来减少发动机所受到的摩擦。研究发现，机器人在启动时消耗的能量是正常运行的好几倍。本文提出了一种软启动方式，这种方式不但可以对启动时的电流进行控制，还可以减少发动机的摩擦。

3智能机器人节能控制技术试验

基于上述的节能控制技术的工作原理，对智能机器人的节能控制系统进行试验。试验结果如图1：90009600100001300920094009800260390520控制电流、mA650图1节能控制技术的试验结果图1中是在机器人工作模式下的试验结果，上半部分的曲线代表的是控制电流随着压力的变化而产生相应的变化，下半部分表示的是负载压力的变化过程。根据上图可以看出，负载压力产生变化的话，控制电流也会产生相应的变化，因此，若是通过控制电流来对压力实施控制，放弃控制时产生的二次电压就会随之减少，从而达到节能的目的。

4结语

本文主要介绍了基于PID技术的智能机器人节能控制技术，分别阐述了其工作原理以及试验结果，希望对以后的研究有所帮助。

【参考文献】

[1]熊秋华.轨道交通环境智能节能控制技术[J].工程技术:文摘版,2016（50）:00181-00181.

[2]沈昊.宝钢1780热轧除鳞智能节能控制技术[J].上海电机学院学报,2017,20(2):120-124.

[3]傅长荣,陈志军,徐敏勇,等.公路隧道照明节能智能控制技术的深化研究[J].华东科技:学术版,2017，9(4):32-32.

作者:杨帅 单位:长春工业大学人文信息学院