一、填空题

控制系统按照不同的准则可分为多种类型，按照有无反馈环节可分为3类：开环控制系统、闭环控制系统和复合控制系统。
伺服控制是机器人的底层控制器，主要用来控制机器人电机转动，从而实现关节运动。目前机器人伺服控制模式主要有3种：力控制、速度控制和位置控制。
工程界对控制系统性能好坏的评价，主要有3个方面的基本要求：稳定性、准确性和快速性。这3个方面的要求中，稳定性是控制系统正常工作的首要条件。
工业机器人的驱动系统按照动力来源基本上可分为3类：液压驱动、电机驱动和气动驱动。其中，由于控制精度高、能精确定位、反应灵敏，从而在中小负载、要求具有较高的位置控制精度、较高速度的机器人领域广泛应用的驱动系统是哪一个：电机驱动。
机器人控制系统的构成主要包括2个功能单元：示教盒和控制柜。
在机器人电控系统的设计中，“PC+运动控制器”的结构是主流的运动控制层解决方案，这种结构以工控机为平台，以开放式可编程运动控制器为控制核心。

二、简述题

1. 写出PID控制器的控制规律方程和传递函数，并简述各控制项和常数。

答：（1）控制规律方程 \[ m\left( t \right) =K_{\mathrm{P}}\left[ e\left( t \right) +\frac{1}{T_{\mathrm{I}}}\int_0^t{e\left( t \right) \mathrm{d}t}+T_{\mathrm{D}}\frac{\mathrm{d}e\left( t \right)}{\mathrm{d}t} \right] \] （2）传递函数 \[ G\left( s \right) =K_{\mathrm{P}}\left( 1+\frac{1}{T_{\mathrm{I}}s}+T_{\mathrm{D}}s \right) \] 其中，$K_{}e( t ) $ 为比例控制项；$K_{\mathrm{P}}$ 为比例系数；$\frac{1}{T_{\mathrm{I}}}\int_0^t{e\left( t \right) \mathrm{d}t}$ 为积分控制项；$T_{\mathrm{I}}$ 为积分时间常数；$T_{\mathrm{D}}\frac{\mathrm{d}e\left( t \right)}{\mathrm{d}t}$ 为微分控制项；$T_{\mathrm{D}}$ 为微分时间常数。

2. 机器人电控系统采用“PC+运动控制器”的结构，工控机为上位机，运动控制卡PMAC为速度和位置控制器，若电气伺服采用交流伺服电机驱动，机械传动采用高精度齿轮齿条实现机器人关节的进给运动。请画出任意一个关节运动的控制系统的逻辑结构图。

答：如图所示。