腿輪式機(jī)器人是一種混合結(jié)構(gòu)機(jī)器人它綜合了腿式和輪式機(jī)器人的優(yōu)點(diǎn)，具有較強(qiáng)的地形適應(yīng)能力和穩(wěn)定性。是一種腿輪式機(jī)器人的原理圖，機(jī)器人的腿部由大腿（水平連桿）、小腿（垂直連桿）和從動(dòng)輪組成。機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)是基于溜冰的原理，即：靠大腿和小腿的擺動(dòng)來(lái)帶動(dòng)滾輪運(yùn)動(dòng)，利用滾輪上受到的滑動(dòng)摩擦力（法向）遠(yuǎn)大于滾動(dòng)摩擦力（切向）的腿輪式機(jī)器人原理圖特點(diǎn)使機(jī)器人受到指向前方的合力來(lái)驅(qū)動(dòng)機(jī)器人前進(jìn)。與采用主動(dòng)輪結(jié)構(gòu)的混合機(jī)器人相比，這種機(jī)器人簡(jiǎn)化了滾輪部分的機(jī)構(gòu)，因此大大減輕了機(jī)器人的重量，增強(qiáng)了機(jī)器人的靈活性。當(dāng)控制從動(dòng)滾輪按一定的軌跡運(yùn)動(dòng)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)機(jī)器人直線滑行和轉(zhuǎn)彎滑行。由于腿輪式結(jié)構(gòu)的機(jī)器人是一多自由度、非線性和強(qiáng)耦合的系統(tǒng)，常規(guī)的pid控制器難以實(shí)現(xiàn)從動(dòng)滾輪（即機(jī)器人的腿部末端）精確的軌跡跟蹤控制。針對(duì)機(jī)器人腿部末端的軌跡跟蹤控制問(wèn)題，本文提出了一種新型模糊自調(diào)整pid控制器，該控制器利用人的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)實(shí)時(shí)調(diào)整pid參數(shù)，從而改善控制系統(tǒng)的性能，提高控制器的適應(yīng)能力。仿真為機(jī)器人腿部的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖，圖中的/i=20mm、封閉解如下：~（6）并經(jīng)過(guò)關(guān)節(jié)空間的插補(bǔ)，可將機(jī)器人工作空間的運(yùn)動(dòng)軌跡轉(zhuǎn)化到關(guān)節(jié)空間中去。對(duì)于關(guān)節(jié)空間中的軌跡跟蹤控制，pid控制器因結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)規(guī)pid控制器采用固定的參數(shù)難以保證系統(tǒng)在任何工況下始終具有最佳的性能。為了克服常規(guī)pid調(diào)節(jié)器的不足，提高其性能，人們進(jìn)行了廣泛的研究，提出了許多pid的自適應(yīng)調(diào)整方案。其中采用模糊技術(shù)與pid結(jié)合構(gòu)成模糊pid是一種常用的控制方法，其基本原理是在普通pid控制器的基礎(chǔ)上，加上一個(gè)模糊控制環(huán)節(jié)，模糊控制環(huán)節(jié)根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)狀態(tài)，在線分別調(diào)節(jié)pid的3個(gè)參數(shù)。這種方法因?yàn)樾枰瑫r(shí)在線調(diào)節(jié)pid的3個(gè)參數(shù)，模糊推理規(guī)則往往過(guò)于復(fù)雜，所表達(dá)的專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)知識(shí)往往是粗略和不全面的。為此本文提出一種模糊pid控制器，該控制器不但能在線修改pid控制參數(shù)，使關(guān)節(jié)空間的跟蹤控制具有良好的動(dòng)、穩(wěn)態(tài)性能，而且計(jì)算時(shí)間短，易于在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)。
已知連續(xù)系統(tǒng)的pid控制算式為：為了增強(qiáng)可比性，作者先用傳統(tǒng)的pid控制方法對(duì)機(jī)器人進(jìn)行控制，并整定出一組參數(shù)。在利用ma-lab6.1+simubbbb對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真的過(guò)程中，作者發(fā)現(xiàn)p、i、d三項(xiàng)中，對(duì)控制效果產(chǎn)生較大影響的是k，項(xiàng)，故而采用模糊推理規(guī)則對(duì)k，值進(jìn)行不斷的修正，得到模糊自整定pid參數(shù)調(diào)整的公式如下：量的偏差、偏差變化率。假設(shè)e、ce的模糊論域?yàn)椋贺?fù)大，負(fù)中，負(fù)小；f（e，ce）的模糊論域?yàn)椋赫?，正中，正小，零?/p>
規(guī)則1：如果e負(fù)大（正大），ce負(fù)大或負(fù)中（正大或正中），k，（k）值為正大；規(guī)則2如果e負(fù)大（正大），ce負(fù)?。ㄕ。琸，（k）值為正中；規(guī)則3：如果e負(fù)大（正大），ce零或正?。慊蜇?fù)?。?，k，（k）值為正小；（正大或正中），k，（k）值為正中；規(guī)則5：如果e負(fù)中（正中），ce負(fù)?。ㄕ。?，k，（k）值為正??；規(guī)則6：如果e負(fù)中（正中），ce零或正?。慊蜇?fù)?。?，k，（k）值為零；規(guī)則7：如果e負(fù)?。ㄕ。?，ce負(fù)大或負(fù)中（正大或正中），k，（k）值為正??；規(guī)則8：如果e負(fù)?。ㄕ。?，ce負(fù)?。ㄕ。?，k，（k）值為正??；規(guī)則9：如果e負(fù)?。ㄕ。?，ce零或正小（零或負(fù)?。?，k，（k）值為零；0：如果e零，ce負(fù)大或正大，k，（k）值為正??；fuzzy參數(shù)調(diào)整矩陣表根據(jù)模糊控制規(guī)則，通過(guò)模糊推理、模糊判決，并通過(guò)，控制算法在時(shí)實(shí)控制中，較常規(guī)pid只是增加了查表和pid參數(shù)的調(diào)整環(huán)節(jié)，占時(shí)很少。圖中kl、k2為控制量偏差和偏差變化量的量化因子，控制量偏差和偏差變化量經(jīng)量化處理后為查模糊矩陣表提供行列號(hào)。
（3）電器控制部分改造及車(chē)床工作循環(huán)電器控制機(jī)構(gòu)由控制主電機(jī)的啟動(dòng)、停止及控制電磁閥的得電、失電來(lái)控制車(chē)床的工作循環(huán)。原有的電器系統(tǒng)需要改進(jìn)，改用可編程序控制器plc控制。改進(jìn)后的車(chē)床的工作循環(huán)如下：主電機(jī)啟動(dòng)，進(jìn)退油缸帶動(dòng)刀架系統(tǒng)向左快速接近工件。
罷動(dòng)油缸帶動(dòng)刀架轉(zhuǎn)盤(pán)以工作進(jìn)給速度順時(shí)針旋轉(zhuǎn)車(chē)削內(nèi)球面。
④進(jìn)退油缸帶動(dòng)刀架系統(tǒng)向右快速退刀，主電機(jī)停。
動(dòng)油缸帶動(dòng)刀架轉(zhuǎn)盤(pán)快速逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)復(fù)位。
3新的內(nèi)球面車(chē)床使用效果及分析外球面球軸承的軸承座，其內(nèi)球面的精度要求是h7，行業(yè)上習(xí)慣于采用車(chē)削的的方法加工。多數(shù)車(chē)削內(nèi)球面的方法都很難達(dá)到h7的精度。把改進(jìn)后的內(nèi)球面專(zhuān)用半自動(dòng)車(chē)床，用于外球面球軸承的軸承座內(nèi)球面車(chē)削，取得了很好的效果。軸承座的毛坯的內(nèi)球面用改進(jìn)后新的內(nèi)球面車(chē)床進(jìn)行一次粗車(chē)內(nèi)球面，然后進(jìn)行一次精車(chē)內(nèi)球面（尺寸大的軸承座的內(nèi)球面采用粗車(chē)、半精車(chē)、精車(chē)，車(chē)三次內(nèi)球面的工藝），這樣的工藝加工，經(jīng)數(shù)年的生產(chǎn)實(shí)踐證明，可以穩(wěn)定地達(dá)到h7的精度，生產(chǎn)部門(mén)非常滿(mǎn)意。分析這種設(shè)計(jì)之所以成功，主要原因是：刀架轉(zhuǎn)軸軸系高剛度設(shè)計(jì)。
回轉(zhuǎn)刀架上刀尖的運(yùn)動(dòng)軌跡為理想的的圓弧，無(wú)原理誤差，以及結(jié)構(gòu)的高精度設(shè)計(jì)與制造。
液壓系統(tǒng)與工業(yè)計(jì)算機(jī)（即可編程序控制器plc）結(jié)合，控制車(chē)床的半自動(dòng)循環(huán)，使操作方便運(yùn)行可靠。
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