智能機器人節(jié)能控制技術探究

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[摘要]機器人的發(fā)展歷史已經近半個世紀，其代表著一個國家的科學技術的發(fā)展程度，每個國家都很重視智能機器人的研究，根據上述背景，提出智能機器人節(jié)能控制技術研究。智能機器人節(jié)能控制技術是以PID技術為基礎的，主要的工作原理是通過控制啟動時的電流來減少智能機器人的能量消耗，以此來達到節(jié)能的目的，并對該技術進行了試驗，試驗結果表明該技術可以實現(xiàn)節(jié)能的目的。

[關鍵詞]智能；機器人；節(jié)能控制技術

機器人的發(fā)展已經有60年的歷史之久，它代表著科學技術發(fā)展的程度，這些年來，從最開始的編程機器人到現(xiàn)在的智能機器人，節(jié)能控制技術都在不斷的更新和完善。節(jié)能控制技術一直是智能機器人的熱點問題和技術發(fā)展的方向。國內近幾年的計算機技術在飛速的發(fā)展，為智能機器人節(jié)能控制技術的研究提供了理論以及技術上的支撐。本文將結合智能機器人的特點，利用神經網絡PID理論對智能機器人的節(jié)能控制技術進行研究[1]。

1基于PID的智能機器人節(jié)能控制技術

在智能機器人的節(jié)能控制系統(tǒng)中，主要的控制對象就是發(fā)動機的轉速。智能機器人的啟動主要有兩種模式。第一種是降壓啟動:這種啟動方式會使電流與電壓呈現(xiàn)正比例的關系。因此，可以降低定子電流以限制啟動電流，即降壓啟動。由于啟動轉矩減小，降壓啟動時啟動的電流減小，所以只適用于啟動電流必須減小，負載不變，不需要高啟動的情況[2]。此方法的具體操作是：機器人啟動時，發(fā)動機連接成星形接線，啟動成功后，發(fā)動機變成三角形接線。通過控制功率的方式來對啟動電流進行控制，以此達到降壓啟動的標準，這種方式無法判斷發(fā)動機功率的大小是否需要降壓啟動，必須仔細觀察研究機器人的負載條件。智能機器人的啟動電流比正常電流大了很多倍，而電網電壓的電壓范圍可承受的波動通常為±10％。第二種是直接啟動，也可以叫做全壓啟動，是大部分機器人啟動的方式。把機器人定子電壓端連接到電源，并在正常電壓值下啟動。全壓啟動具有快速、啟動轉矩大的特點，是最簡單，經濟，可靠的啟動方式[3]。智能機器人節(jié)能控制技術的應用的研究很多，其中有許多完善的方法。在提高機器人節(jié)能控制方面，主要包括以下措施：首先是改善機械特性曲線以便能夠順利且平穩(wěn)地實現(xiàn)發(fā)動機轉矩提升過程；其次是最小化機器人啟動的瞬時電流；再次是應盡可能簡化機器人的啟動器控制，以便于節(jié)能。

2節(jié)能控制技術的工作原理

智能機器人的節(jié)能控制系統(tǒng)需要運用到計算機內部的浮點運算，通常的控制器是沒法辦法實現(xiàn)的，所以，將其運用到節(jié)能控制器上。節(jié)能控制器采取的是主從機的構成方式。主機主要的任務是完成神經網絡的學習算法，從機的任務是完成采集樣本以及控制的任務，從機是插卡式設計。要真正實現(xiàn)機器人節(jié)能，機器人應該在大部分工作時間內必須是節(jié)能的狀態(tài)，這個要求有點近乎苛刻。因此，不能滿足發(fā)動機輸出轉速要求。在這個條件下，在啟動階段設計一個自動調節(jié)定子端電壓的控制裝置，以便在啟動過程中可以自動的調節(jié)輸出電流和輸出轉矩。一般的軟件設計大部分是依靠改變接線方式來降低啟動電流，以此來減少發(fā)動機所受到的摩擦。研究發(fā)現(xiàn)，機器人在啟動時消耗的能量是正常運行的好幾倍。本文提出了一種軟啟動方式，這種方式不但可以對啟動時的電流進行控制，還可以減少發(fā)動機的摩擦。

3智能機器人節(jié)能控制技術試驗

基于上述的節(jié)能控制技術的工作原理，對智能機器人的節(jié)能控制系統(tǒng)進行試驗。試驗結果如圖1：90009600100001300920094009800260390520控制電流、mA650圖1節(jié)能控制技術的試驗結果圖1中是在機器人工作模式下的試驗結果，上半部分的曲線代表的是控制電流隨著壓力的變化而產生相應的變化，下半部分表示的是負載壓力的變化過程。根據上圖可以看出，負載壓力產生變化的話，控制電流也會產生相應的變化，因此，若是通過控制電流來對壓力實施控制，放棄控制時產生的二次電壓就會隨之減少，從而達到節(jié)能的目的。

4結語

本文主要介紹了基于PID技術的智能機器人節(jié)能控制技術，分別闡述了其工作原理以及試驗結果，希望對以后的研究有所幫助。

【參考文獻】

[1]熊秋華.軌道交通環(huán)境智能節(jié)能控制技術[J].工程技術:文摘版,2016（50）:00181-00181.

[2]沈昊.寶鋼1780熱軋除鱗智能節(jié)能控制技術[J].上海電機學院學報,2017,20(2):120-124.

[3]傅長榮,陳志軍,徐敏勇,等.公路隧道照明節(jié)能智能控制技術的深化研究[J].華東科技:學術版,2017，9(4):32-32.

作者:楊帥 單位:長春工業(yè)大學人文信息學院