通訊命令&閉回路控制&開回路控制

傳統伺服馬達的控制回路

在傳統的伺服馬達控制當中，
1.脈波控制 pulse command
2.類比電壓控制  V command
這兩種在發出後，都沒有檢查的機制，導致發出去後，不知道是不是有問題或遺失。

在進階一點的控制，就會把編碼器回授，抓回上位控制器，再來比較一次。
除了確認實際位置，也再一次確認發送的命令是否有錯誤。
也就是所謂的閉回路控制，比較準確的原因。

當發現錯誤時，也要再送一次命令給驅動器，這之間也是時間差。

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通訊命令，伺服馬達的控制回路



當採用通訊方式來下達命令時，
1.通訊雖然不即時，但對於馬達的控制、響應也已足夠，不會delay。(通訊一站約1ms以下)
2.通訊方式，本身就包含錯誤檢查的機制，所以不擔心發出去的命令會有錯誤。
3.通訊被干擾太嚴重，就通訊異常，不必擔心亂跑的問題。(丟步)

驅動器部份：
收到光學尺回授後，立即反應在下一次的插補命令(0.125us)當中，
也比從上位控制器收到補償命令(1~2ms)，要來的快。

以上的原因：所以光學尺不需要接回上位控制器，也能達到閉回路的準確度。

但這種架構，還是被外界稱為開回路。
但實際上補償的反應速度，比從上位控制器發送補償命令，還要來的更快，更準。

所以以後，不要聽到開回路就是不準，
沒有補償。
要多去深入了解到內容。

教育訓練，實做很重要!!但也要給範例!!

教育訓練的目的，就是要讓學員，能夠學會。

為到避免只是聽，所以要加入實做課程。

有實做課程，也要有範例，
不然學員花費太多時間，在摸索如何使用，
而失去實做的精神!
(花太多時間在嘗試錯誤)

而範例就像是個標準值，
讓學員可以在標準值之上，在去測試&比較跟標準之間的差異。
進而了解到每個參數的用意。

某教育訓練課程後的心得。

開回路控制，閉回路控制，還不是為了補償機構誤差!!

開回路控制，閉回路控制，還不是為了補償機構誤差!!

閉回路控，大多是指外部檢測裝置，有反饋到上位控制器。
上位控制器，再依照命令 跟 回饋信號，再修改馬達的位置命令，
達到準確的控制。

開回路控制，大多是把命令發出去後，就不管機構的誤差，
沒有接受反饋信號，再補償發送的命令，

所以閉回路控制，比開回路控制還要準確。

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但回饋信號(光學尺)不反饋到上位控制器，就不叫閉回路控制嗎???

如果把回饋信號(光學尺)，接回到驅動器，由驅動器來做補償，
不是更快，更理想嗎??


何必執著一定要上位控制器來做補償才叫準!!

機械手臂

Robot手臂的控制
　　使用Robot的目的為與人類合作，或代替人類以從事某種作業，在作業當中最重要，而且占絕大部份的為依靠手臂來做物理性的作業。因手臂在進行某項工作時，必須能夠在三次元空間內任意移動位置及姿勢，故移動手臂的機械手臂構造，便變得複雜了，而步行等的移動機能，也應考慮能在比以手腕及機械手臂為中心的作業更為廣大的空間內移動的機構;若能有此想法，在Robot的研究歷史內便可理解為何手腕及機械手臂的研究開發占壓倒性的多數了。但是在Robot機械手臂研究開發內的控制問題，乃為Robot工學中最重要的部份。機械手臂的控制分為位置控制、力控制、以及結合位置與力的混合控制;再者，最近亦出現有服從控制、及阻抗控制二種控制方法。


特異點/特異姿勢　　即便使用多自由度的機械手臂，亦有不論如何驅動其關節，而其手指亦不會朝某方向移動的機械手臂，此稱為特異點，或特異姿勢。例如手腕筆直伸長時，無論各回轉關節如何動作，其手腕亦不會朝肩膀的方向或是遠離肩膀的方向移動。一般決定控制機械手臂的姿勢時，是以數學的方程式來解決，但對於發生此種特異點仍為相當困擾。而其解決之道仍是在關節構造上多下工夫，將發生特異點的姿勢當作不那麼重要且限制關節的可動範圍，儘可能的不要發生特異點。

Master-slave manipulator　　Robot機械手臂(奴隸機械手臂)的操作乃是依檢測裝置來檢測人類手的動作，之後再施行本身的動作。master為主人，slave為奴隸的意思，在實際的作業上，因slave面所生力的情報相當重要必須將其檢測出之後再傳給master面，故會出現master　Manipulator和slave共用馬達的複雜機構情形，而這種情報的雙方向流通亦稱為　bilateral master-slave manipulator。

逆運動學　　即當Robot作業時，依現在的狀態，試求如何動作會達到哪種程度的作業。因物體是位在三次元空間內，故表示其位置及姿勢的獨立參數(變數)各有3個，合計為6個。然而，當想要抓取三次元空間內某樣物品時，手腕的位置及姿勢必須要正確，因此機械手臂手腕的獨立驅動軸數，也就是自由度最少必須有6。但6自由度亦不能說是十分足夠。當想要進行有效的處理作業時，通常須有某個程度的空間，為此，智慧型機械手臂亦有擁有7自由度以上的自由度數，此稱為具有冗長自由度或冗長性機械手臂。人類手腕的關節自由度亦為冗長性的，因此，人類可以抓背或繞過障礙物到達對面等非常柔軟的動作。一般來說冗長機械手臂的控制非常困難，因此有必要對作業對象設定某些規範。

雙向伺服系統　　在master-slave manipulator內，是依伺服系統來傳達力的情報，此亦可稱為雙動性的伺服系統，而擁有此種機能的master-slave manipulator則稱為 bilateral master-slave manipulator。而雙向伺服系統，主要分為對稱型、力逆送型、力回復型。因普通的位置伺服系統只在slave面做位置的調節，故即使掛上機械手臂也不會有任何感覺。在對稱型方面與花費在slave面之逆向扭力成比例，即產生servo的誤差，與此相對的master面亦有誤差，操作master者可感覺到在slave的逆向扭力(即反向力)，對複雜作業可做遼遠距離控制。力逆送型及力回復型則使用檢出器的方式，此3種構成各有各的特徵。而此種構成，可藉由電子計算機來替換master面，及擁有力的感覺的Robot機械手臂來構成，因此為高機能Robot中不可缺的技術。

力控制/位置控制　　將角度、長度等「位置」當作控制對象的即為位置控制，以「力」為控制對象的即為力控制。目前的自動化技術幾乎是由位置控制所形成，一般的伺服機構則為其典型，而目前產業用Robot亦同，但是在智慧型Robot方面，施加在Robot的手指及手腕的力的情報，乃為實行複雜作業時所不可或缺的，因此便想出可傳遞力的情報的雙向伺服機構;但基本上這也是使用位置控制系統，另一方面，人類和動物的肌肉可自由控制力量的強弱，此為動物特有的彈性動作，如此，不單只是獲得力的情報，而是可改變輸出的控制系統，即稱為力控制。若使用直接驅動馬達或低減速比馬達，即可實現力的控制，因此其研究正方興未艾。

你不可能有先見之明，只能有後見之明，因此，你必須相信，這些小事一定會和你的未來產生關聯

你不可能有先見之明，只能有後見之明，因此，
你必須相信，這些小事一定會和你的未來產生關聯---賈伯斯
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筆記四原點
寫出源源不絕的創意與靈感

1.記錄生活中所有讓您感動的小事物。
2.對失敗點到為止，只記錄原點與對策。
3.用關系圖分析自已感興趣的現象。
4.學會「說謊」用相反論調記錄事情。
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人往往在工作久了之後，
就越來越精、專，
反而把自已受限於當中。

此時不如回想、或是觀察周遭的事物，
也會有會新的發現。

如果有做事記，也可以回頭看看，
之前記錄的事物，也許會有新的啟發。

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發明這種安全玻璃的法國科學家愛得華．班尼迪克特斯，也是依靠詳細的筆記而完成這項劃時代的發明。
愛穩華做實驗的時候，不小心讓裝有硝酸纖維素液體的玻璃燒杯掉在地上，結果玻璃燒杯雖然摔破了，玻璃碎片卻沒有飛散出去。
他仔當地研究原因，發現是因為硝酸纖維素的液體形成薄膜，附著在玻璃表面所致。他打這個現象詳細記錄下來，並把摔破的燒杯收在盒中。
兩年後，愛穩華碰巧經過車禍現場，目睹受害者頭部撞上擋風玻璃的悽慘狀況，想設法預防這種意外，腦海中第一個浮現的就是那個燒杯。

伺服馬達下一個改變!?

從

編碼器(Encode)由脈波改為通訊。

利用通訊來控制伺服馬達來取代脈波，也漸漸成為流行。

伺服驅動器的功能也越來越強大。

但........響應速度一直沒有大的進步!?最高轉速也沒進步?扭力也沒多大進步?

這應該就是伺服馬達的下一步!

其實這幾項也都被材質限制

電流、磁場、轉子的重量、速度，都是影響的原因!!!