對于一個具有高度智能的機器人，它的控制系統(tǒng)實際上包含了“任務(wù)規(guī)劃” “動作規(guī)劃”“軌跡規(guī)劃”和基于模型的 “伺服控制”等多個層次，如圖1-7所示。 機器人先要通過人機接口獲取操作者的 指令，指令的形式可以是人的自然語言， 或者是由人發(fā)出的專用的指令語言，也可 以是通過示教工具輸入的示教指令，或者 鍵盤輸入的機器人指令語言以及計算機程
序指令。機器人其次要對控制命令進(jìn)行解釋理解，把操作者的命令分解為機器人可以實現(xiàn)的 “任務(wù)”,這是任務(wù)規(guī)劃。然后機器人針對各個任務(wù)進(jìn)行動作分解，這是動作規(guī)劃。為了實現(xiàn)機器人的一系列動作，應(yīng)該對機器人每個關(guān)節(jié)的運動進(jìn)行設(shè)計，即機器人的軌跡規(guī)劃。Z底 層是關(guān)節(jié)運動的伺服控制
控制系統(tǒng)的任務(wù)是根據(jù)機器人的作業(yè)指令以及從傳感器反饋回來的信號，支配機器人的執(zhí)行機構(gòu)去完成規(guī)定的運動和功能。如果 機器人不具備信息反饋特征，則為開環(huán)控 制系統(tǒng)；具備信息反饋特征，則為閉環(huán)控 制系統(tǒng)。根據(jù)控制原理可分為程序控制系 統(tǒng)、適應(yīng)性控制系統(tǒng)和人工智能控制系 統(tǒng)。根據(jù)控制運動的形式可分為點位控制 和連續(xù)軌跡控制。
伺服電機的轉(zhuǎn)動速度、扭矩、反饋信號頻率和額定電壓等參數(shù)是整個機器人控制系統(tǒng)的決定性因素之一;減速機和減速齒輪降低電機的轉(zhuǎn)動速度,加大輸出扭矩
每個關(guān)節(jié)都是影響智能接待智能接待機器人整體運動狀態(tài)的因子，所以設(shè)計時必須考慮全體的運動特性，并對關(guān)節(jié)的運動范圍和運動速度變化做出約束。
為規(guī)劃智能接待仿人機器人的機構(gòu)設(shè)計需求，計算機器人運動過程中各關(guān)節(jié)所受的力和力矩、分析動力學(xué)穩(wěn)定性和控制規(guī)律，必須建立其動力學(xué)模型
串行控制結(jié)構(gòu)是指機器人的控制算法是由串行計算機來處理;并行處理結(jié)構(gòu)能滿足機器人控制的實時性要求,實現(xiàn)復(fù)雜的計算力矩法、非線性前饋法、自適應(yīng)控制法
運動控制系統(tǒng)由通信模塊、電源模塊、控制模塊和電機驅(qū)動模塊組成;分別驅(qū)動3個全方位輪，實現(xiàn)3軸聯(lián)動;通過閉環(huán)采集到的電機碼盤信息獲得的3個輪子的速度反饋回PC 機
硬件框圖包括一個以TMS320F2812DSP 為核心的DSP 控制板，一塊配套的功率驅(qū)動板和一臺無刷直流電機；功率驅(qū)動部分的硬件電路，主要由前置驅(qū)動芯片和六個功率MOSEFET 管組成
用來檢測機器人的加速度,括身體的加速度和各關(guān)節(jié)角加速度,有時候也作為抑制各關(guān)節(jié)機械振動而檢測;根據(jù)原理可分為應(yīng)變式、壓電式和MEMS 技術(shù)等
檢測機器人運動速度,包括身體移動速度和各關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動速度等;一般可分為直流式和交流式兩種,直流式測速機的勵磁方式可分為他勵式和永磁式兩種,有帶槽的、空心的、盤式印刷電路等形式
用于機器人運動關(guān)節(jié)的零位和極限位置的檢測,零位是機器人關(guān)節(jié)運動開始時的位置,零位檢測精度直接影響機器人運動的精確度;位移傳感器一般都安裝在機器人的關(guān)節(jié)上，用來檢測機器人各關(guān)節(jié)的位移量
大部分輪子是由可變形材料(如橡膠)制成，所以相互作用是接觸面;，假設(shè)全方位移動機器人重心不高，因此當(dāng)機器人加速運動時由重心偏高產(chǎn)生的各輪對地壓力的變化忽略不計
機器人系統(tǒng)的要求確定后，首先要考慮的是選擇多大的電機合適，主要考 慮負(fù)載的物理特性，包括負(fù)載扭矩、慣量等。在伺服電機中，通常以扭矩或者力來 衡量電機大小
全方位移動機構(gòu)從當(dāng)前位置能夠向任意方向運動，而不需要機器人改變姿態(tài);在需要精確定位和高精度軌跡跟蹤的時候也要求運動機構(gòu)具備全方位移動的能力
