机器人控制技术大纲(共10篇)
第一篇 机器人控制的数学基础
第一章 引言 第二章 拓扑学基础 第三章近世代数基础
第二篇 机器人本体控制(自学)第一章 引言 第二章
刚体运动
第三章 机器人运动学
第四章 机器人动力学
第三篇 机器人手指抓取控制
第一章 引言
第二章 微分几何学基础 曲线几何(The Geometry of Curves)2 曲面(Surfaces)3 曲率(Curvatures)4 恒平均曲率曲面(Constant Mean Curvatures Surfaces)5 侧地线,度量和等长(Geodesics, Metrics and Isometries)6 完整和Gauss-Bonnet定理(Holonomy and the Gauss-Bonnet theorem)第三章 机器人手指抓取运动学
第四章 机器人手指抓取动力学
1 从控制方式分析工业机器人的分类以及特点
1.1 手动操作机:是由人进行操作的一种操作机。
1.2固定程序机械手:在根据预定的顺序以及预定的位置上, 对多动作阶段的操作机进行完成任务, 并对所预定的各种信息进行改变。
1.3可变程序机械手:按照程序所制定的顺序、条件以及位置, 对各个动作阶段的操作机进行完成, 使其能够将各种给定数值的信息进行改变。
1.4示教再现机械手:一般而言, 示教再现机械手是在依据人的基础上对各种动作进行操纵, 能够对各种信息进行示教, 在严格根据动作顺序以及动作位置的基础上, 实现由人所示教的动作内容。
1.5数控机械手:数控机械手能够对预先所设定的顺序、位置以及信息进行记忆, 在同相应外围设备进行信息交换的时候, 能够根据指令记忆信息。[2]
1.6智能机器人:智能机器人是工业机器人中最具代表性的智能机器人, 其具备感觉功能以及识别功能, 智能机器人能够自动采取行动。从控制功能上分析, 工业机器人的控制功能是机器人主体所提供信息的主要部分, 它往往可以用于对工业机器人工作本身的控制, 此外, 在智能机器人中, 示教再现机械手能够将工作内容进行存储以及传授的, 在需要的时候能够实现工作的控制。[3]
2 工业机器人的三种控制技术
2.1缩短电焊作业时间短间距移动时间技术。在点焊作业之中, 工业机器人需要在多次短间距的重复移动中进行点焊作业。其中, 由于工业机器人移动的距离比较短, 在工业机器人达不到最高的速度而进行重复加速与减速。为了缩短节拍时间, 需要工业机器人利用比较高的加速以及减速对其进行动作, 并产生一种滞后现象。从根本上解决这一问题, 需要利用工业机器人缩短电焊作业时间, 实现短间距移动时间。
滑动状态的控制。为了减小滞后量, 传统的控制方式为前馈方式, 这种方式是机器人的动态性, 也就是在对动作指令进行输入的时候需要按照运动方程进行计算。由于工业机器人在工作中的姿态有所变化, 所以传统的反馈控制是无法得以进行的。图1为互动状态控制框图, 根据图1可以得知在采取该控制技术之后, 其J、A、G均发生了变化, 并对控制对象的特性进行了前馈补偿以及反馈补偿。此外, 从根本上显示出工业机器人以往的控制方式, 图2中采用滑动状态控制方式, 使偏差逐渐得到减小, 其跟踪性也得到了提升, 可以让工业机器人在点位的时间上得到缩短, 并缩短了节拍的时间。
2.2抑振控制。滑动控制状态的控制方法是相对于刚性、惯量、变动以及非线性重力项的补偿中最具效果的。但由于工业机器人是一个刚性比较差、阻力比较小的机械, 从而导致在低频段容易产生振动, 并且振动会逐渐衰落。因此, 将滑动状态控制方法作为主要高性能控制方法, 在手臂停止之后会产生非常大的振动, 并且该种振动方式所产生的时间比较长, 这不仅会延长了整个作业的节拍时间, 也会导致工业机器人的运作时间。[4]其中图3是附加抑制控制的滑动状态控制方式的主要框图, 在严格按照扭矩指令以及电机速度中对电机的位置以及手臂之间为支撑差距进行分析, 使其能够增大减速器的阻力, 达到抑制手臂前段振动的目的。
2.3碰撞检出功能。众所周知, 机器人工作具备高速化, 由于操作的事物导致机器人手臂与外部干涉物体发生碰撞, 因此, 为了避免出现机器人发生碰撞, 需要在工业机器人的控制系统中增加碰撞检出的功能。[5]此外, 在根据扭矩指令值以及速度的反馈值中, 需要通过监控推动数值, 如果数值大于预定的数值, 那么将进行碰撞, 机器人则会停止运作。此外, 如果机器人发生碰撞的时候, 手臂会产生比较大的冲击, 但是电机仍然处于运转的状态, 那么则需要将手臂进行破坏, 在图4中主要采取了干涉推定装置, 在机器人发生碰撞检出功能的时候, 其电机的运作状态会发生变化, 并且监控干涉外力, 如果大于预定值, 那么在发生碰撞之后会产生非常大的冲击, 会导致电机停止转动, 这种情况下不仅可以避免受到损伤, 并在一定程度上会防止机器人在碰撞过程中产生损伤。
3 提高轨迹精读适应的控制技术
激光切割和焊接要求切割面以及焊缝具有良好的加工质量, 因此, 在这种模式下需要工业机器人具有非常高的轨迹精读。通常情况下, 工业机器人想要实现高速、高精度, 则会受到惯量变动以及摩擦的影响, 在这种影响因素下, 机器人的轨迹精读会逐渐恶化。[6]图5是适应控制系统的主体框架图, 其中的虚线表示了在适应控制之前将前馈增益值进行控制。在根据相关理论研究中, 需要将各种变化的增益数值进行收敛, 才能减少跟踪误差, 提升机器人轨迹精度的目的。
4 结论
工业机器人的市场竞争越来越大, 中国制造业需要与国际接轨, 参与国际分工的一个巨大挑战, 加快工业机器人技术的研究、开发和生产是我们抓住这一历史机遇的主要途径。因此我国工业机器人产业应该认识到以下几点:第一, 工业机器人技术是我国由制造大国向制造强国转变的主要途径, 政府要对国产工业机器人有更多的政策与经济支持, 参与国外先进技术经验, 加大技术投入与改造;第二, 在国家科学和技术发展规划纲要中, 要继续给予大力支持智能机器人研究应用的发展, 形成产品和自动化制造装备的同步协调新局面;第三, 部分国产工业机器人已经与国外相当, 企业采购工业机器人时不要盲目选择进口装备, 应该综合评估, 立足国产。
参考文献
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[5]张杨, 高明辉, 周万勇, 刘建东.自动钻铆系统中工业机器人协同控制技术研究[J].航空制造技术, 2013, 20:87-90, 94.
一、课程性质
专业核心课
二、课程的目的和任务
通过本课程的教学(讲课、实验和大量实例分析),使学生了解一些常用的低压电器和可编程控制器的基本原理和基础知识,掌握常用电气控制线路的设计方法以及可编程控制器的系统设计﹑编程方法和技巧,为进一步学习和工程应用打下坚实的基础。
三、课程的基本要求
1、要求掌握的内容
(1)电磁式控制电器的工作原理
电磁式控制电器的组成
电弧产生原因、危害及防护措施及吸力特性、反力特性和剩磁特性及其相互配合输入输出特性(2)常用电气控制技术
常用电气控制电路绘制原则
常用电气控制电路设计方法
电动机起动控制 电动机正反转控制
电动机制动控制
电动机循序控制和顺序控制(3)可编程控制器的基本工作原理 可编程序控制器的定义 可编程控制器基本工作原理(4)可编程控制器(PLC)的编程
梯形图编程语言
可编程控制器的内存组织
可编程序控制器的编程指令和编程方法
2、正确理解的内容
有触点电器元件的工作原理
典型控制电路的分析、设计 可编程序控制器的工作原理 可编程序控制器的内存组织
可编程序控制器机器扫描周期和工作方式
可编程序控制器控制系统的分析、设计与实现
3、一般了解的内容
常用电器元件的图形文字符号定义、使用领域、使用方法等;可编程序控制、与传统控制线路的比较;S7-200可编程序控制器的结构、配置等;可编程序控制器的通信与网络
四、学时安排
总 学 时:96学时
讲课学时:50学时
实验学时:46学时
五、教学内容及章节课时安排 第一章 常用低压电器(10学时)1.1电器的基本知识 1.2接触器
1.3继电器 1.4开关电器 1.5熔断器 1.6主令电器
第二章 电气控制线路基础(8学时)
2.1电气控制线路图的图形、文字符号及绘制原则 2.2三相鼠笼式异步电动机的基本控制线路 2.3三相鼠笼式异步电动机降压启动控制线路
2.4三相鼠笼式异步电动机制动控制线路 2.5电气控制线路的简单设计方法 第三章 可编程序控制器概述(36学时)
3.1 PLC的产生和定义 3.2 PLC的特点 3.3 PLC的应用和发展 3.4 PLC的分类 3.5 PLC的系统组成
3.6 PLC与继电器控制系统的区别 3.7 PLC的工作原理
3.8 PLC的编程语言和程序结构 第四章 S7-200系列PLC的硬件系统及内部资源(4学时)4.1 概述 4.2 S7-200系列PLC的硬件系统 4.2 S7-200系列PLC的内部资源及寻址方式 第五章 PLC的基本指令及程序设计(20学时)5.1 PLC的基本逻辑指令 5.2 PLC编程简单设计方法
第六章 PLC的网络通信技术及应用(10学时)6.1 通信网络的基础知识
6.2 S7-200的通信与网络 第七章 综合设计(8学时)
7.1 设计步骤及内容 7.2 综合设计实例
六、教学建议
本课程具有理论性和实践性都很强的特点。因此在教学中应重视每种仪器仪表结构与工作原理的讲解。在此基础上,学生比较容易掌握其使用方法。但又不可太偏重于纯理论推导。建议教学中多采用实物、挂图、课堂演示等直观教学手段,增强学生感性认识,提高学生学习本课程的兴趣。
七、考核与评价
(一)目的与功能
通过实施不同方式的考核评价,让学生明确学校的培养目标、培养方式,明确自己的专业成长方向和素质结构等,从而自觉地去规划自己的学习生涯并付诸努力;将学校的要求内化为自觉行为,积极主动地学习训练,加快掌握技能。
(二)原则
科学的评价内容和策略,有利于引导学生进行自我反思,使学生正确认识和完善自我,培养自我教育、自我管理的意识和能力,为将来就业打好基础。
(三)方法建议
总评成绩按以下要素综合考评:平时成绩及学习表现中考试成绩20%,期末考试成绩40%,实习实训成绩
课程名称:机器人学
《机器人学》教学大纲
一、课程的地位、性质何任务
本课程是自动化、机械类专业为培养高级工程技术应用型人才而开设的硕士研究生选修课程。面对21世纪知识经济时代的机遇与挑战,人类(地球人)正在以非凡的智慧构思新世纪的蓝图。世界的明天将更加美好。但是,地球人在发展中也面临着环境、人口、资源、战争和贫困等普遍问题,同时还要学会与机器人共处,这是21世纪地球人必须正视和处理的紧要问题,是影响地球人生存和发展的休戚与共的重大事件。
机器人学是一门高度交叉的前沿学科,机器人技术是集力学、机械学、生物学、人类学、计算机科学与工程、控制论与控制工程学、电子工程学、人工智能、社会学等多学科知识之大成,是一项综合性很强的新技术。自第一台电子编程工业机器人问世以来,机器人学已取得令人瞩目的成就。正如宋健教授1999年7月5日在国际自动控制联合会第14届大会报告中所指出的:“机器人学的进步和应用是本世纪自动控制最有说服力的成就,是当代最高意义上的自动化。” 机器人技术的出现与发展,不但使传统的工业生产面貌发生根本性的变化,而且将对人类的社会生活产生深远的影响。
通过本课程的学习,培养学生的思维能力和严谨的求学态度,本课程的主要任务是:通过本课程的学习,使学生达到以下基本要求:
(1)了解机器人的特点、结构与分类。了解机器人学的研究领域及其与人工智能的关系。
(2)掌握机器人运动方程的表示及运动方程的求解。(3)掌握机器人动力学方程。
(4)了解机器人的基本控制原则,初步掌握机器人的位置控制和柔顺控制以及机器人的分解运动控制。
(5)了解机器人规划的作用和任务,初步认识机器人的轨迹规划问题。(6)了解机器人编程的要求和分类、机器人语言系统的结构和基本功能。此外,还必须重视自学能力、分析问题和解决问题的能力。
二、学时分配表
教学内容
第一章 绪论
第二章 机器人学的数学基础 第三章 机器人运动方程的表示与求解
第四章
机器人动力学
第五章
机器人的控制
第六章
机器人学的现状与未来
合计
授课学时10 12 14 14 2 54
实验学时
0
三、课程的内容与要求
本课程具体内容与要求如下: 第一章:绪论
通过本章内容的教学,使学生了解机器人学的起源与发展,讨论机器人学的定义,分析机器人的特点、结构与分类。
主要内容:
1. 机器人学的发展。
2. 机器人的特点、结构与分类。3. 机器人学与人工智能的关系。第二章:数学基础
通过本章内容的教学,使学生掌握空间任意点的位置和姿态变换、坐标变换、齐次坐标变换、物体的变换和逆变换,以及通用旋转变换等。
主要内容:
1. 位置和姿态的表示。2. 坐标变换。3.
齐次坐标变换。4. 物体的变换及逆变换。5.
通用旋转变换。第三章:机器人运动学
通过本章内容的教学,使学生掌握空间任意点的位置和姿态变换、坐标变换、齐次坐标变换、物体的变换和逆变换,以及通用旋转变换等。
主要内容:
1.机器人运动方程的表示。2.机械手运动方程的求解。3.机器人的雅可比公式。第四章:机器人动力学
通过本章内容的教学,使学生能够掌握机器人动力学方程、动态特性和静态特性;着重分析机械手动力学方程的两种求法,即拉格朗日功能平衡法和牛顿-欧拉动态平衡法;然后总结出建立拉格朗日方程的步骤。
主要内容: 1.刚体动力学。2.机械手动力学方程。3.机器人的动态特性。4.机械手的稳态负荷。第五章:机器人控制
通过本章内容的教学,使学生了解机器人的控制原则、控制方法和轨迹规划。主要内容:
1. 机器人的基本控制原则。2.
机器人的位置控制。3.
机器人的柔顺控制。4. 机器人的分解运动控制。第六章:机器人学的现状与未来
包括国内外机器人技术和市场的发展现状和预测、21世纪机器人技术的发展趋势、我国新世纪机器人学的发展战略等。不同类型机器人的研究发展状况等。
四、说明
机器人学课程目的是要求学生通过学习、课堂教育,能了解机器人发展的最新技术与现状;初步掌握机器人技术的基本知识。课外注重培养学生对机器人的兴趣。课内教学注重对学生能力的培养。
本课程应在线性代数、机械机构和自动控制等课程后开设。
五、教材及教学参考书的选用
1、《机器人学》 蔡自兴主编 清华大学出版社 2000年(教材)
2、《机器人学导论》约翰J.克雷格主编 西北工业大学出版社 1987年
2.同其他工程师共同开发解决质量问题的方法。
3.持续改进程序并协助研发团队研发可以降低生产成本的新程序。
4.协助进行金项切割的数据分析,协助进行焊接目测,必要时对焊接作出适当修改。
5.提供多种焊接机器人、手工焊接和激光系统的预防性维修方案。
6.与维修团队共同确定足够的焊接备件提供。
7.利用现有资源发现并维护故障。
排爆机器人的机械系统通常由运动小车和基于运动小车上的机械手组成[1]。机械手是排爆机器人完成作业的关键执行机构,机械手的运动控制和作业规划是完成作业任务的关键技术。本文围绕机械臂进行了正、逆运动学分析及动力学分析,实现了机械臂完成指定作业任务。
1 机械臂的总体结构
根据排爆机器人的作业要求,排爆机器人至少需要有6个自由度,以保证能抓取空间任意位置和姿态的目标危险物。排爆机器人机械作业系统是由一个机械手固定在一个全方位移动机器人平台上构成,机械手用来实现一些动作如抓取、操作等,通过平台的移动来扩大机械手的工作空间,这种结构使机械手拥有几乎无限大的工作空间和高度运动冗余度等优点,并同时具有移动和操作功能。机械手设计是一个比较系统的机电一体化整机设计[2]。
我们根据需求设计了机械手。机器人机械手由腰部、大臂、中臂、小臂、腕部及手爪构成,其中腰部、大臂、中臂、小臂之间由电动推杆提供动力,推动各关节来进行运动;腕部及手爪之间是通过驱动器电机控制来进行操作。
2 机器手正运动学
机器人运动学主要有以下2个基本问题[3]:①对一台给定的机器人,已知杆件几何参数和关节变量,求末端执行器相对于给定坐标系的位置和姿态。②已知机器人杆件的几何参数,给定末端执行器相对于总体坐标系的位置和姿态,确定关节变量的大小。
第一个问题常称作运动学正问题(DKP-Direct Knematic Problems),第二个问题常称为运动学逆问题(IKP-Inverse Kinematic Problems),机械手的关节变量是独立变量。表示这2种问题关系的简单方框图如图1所示。
2.1 机器手末端位置和姿态的表示(齐次变化)
机器手末端和地面间几何关系的数学描述是至关重要的,这些关系是通过坐标系来建立的,齐次变换是解决此问题的重要手段,因为三维空间中机体的位置和方向可以用齐次变换矩阵来描述。以0Pc和0Rc代表坐标系∑c的原点位置和坐标系旋转矩阵。
其中,00xc、yc、0zc代表∑c的原点在∑o中的三维坐标,而00αc、β0e、γc分别代表中轴相对于∑o的方向矢量。每个方向矢量均有其相对于∑o中x、y、z轴的方向余弦构成,于是齐次变换矩阵0Tc可表示如下:
事实上,公式(2)中的齐次变换矩阵也可以由平动齐次变换和旋转齐次变换导出如下:
其中,I3×3是3阶单位矩阵。进而,平动和旋转变换分别由Trans(0Pc)和Rot(k,θ)表示如下:
其中,R(k,θ)为旋转算子,代表坐标系绕k轴旋转θ角度后得到的新坐标系的方位矩阵。特殊的,当k轴为x、y、z轴时有具体表达式如下:
综上,即机器手末端的位置和姿态可以由一个4阶方阵■表示。
2.2D-H法
从机械学观点看,机械手由一串转动关节连接的刚体连杆组成,把连杆看作保持相邻2个关节之间相对位置的刚体,在驱动装置的带动下,连杆将绕关节轴相对于前一相邻连杆作转动或移动运动。每一对关节连杆构成一个自由度,连杆的编号由机体开始,机体可以看成连杆1,第一运动体是连杆2,依次类推。关节1处于连接连杆1和机体之间,每个连杆都与另外2个连杆相连,而不构成闭环,任何连杆i都可以用2个尺度表征。如图2所示,连杆(i=1,2,……,n;n为关节数目)的两端有关节i及i+1。为了确定各连杆之间的相对运动与位置和姿态的关系,在每一个连杆上建立一个坐标系,通常把描述一个连杆与下一个连之间相对关系的齐次变换叫做A矩阵,一个A矩阵就是一个描述连杆坐标间相对平移和旋转的齐次变换[4]。1955年,Denavit-Hartenberg提出了一种为关节链中的每一个连杆建立一个坐标系的矩阵方法,即D-H法。
对于给定的机械臂,它的连杆坐标系建立的顺序如下。①ai是相邻两轴线i和i+1的公垂线,或是两轴线的交点,公垂线ai与轴线i的交点为坐标系{i}的原点Oi。②zi坐标轴是沿着i+1关节的运动轴线。③xi轴是沿着zi和zi-1的公法线,指向离开zi-1的方向。④yi轴的方向是按使xiyizi互构成右手直角坐标系来建立的。⑤di为沿zi-1轴从xi-1轴到xi轴的距离,规定与zi-1轴正方向一致时di为正。⑥θi为绕zi-1轴从xi-1到xi的转角,以逆时针为正。⑦αi为绕xi轴从zi-1到zi的转角,也以逆时针为正。
这种关系可由表示连杆i对连杆i+1相对位置的4个齐次变换描述,用矩阵Ai表示如下:
2.3 排爆机器人正运动学分析
下面对排爆机器人机械手进行运动学分析。完成指定作业任务,只需要机械臂末端能到达指定位置后,钳爪对目标危险物实行抓取即可。因此,在此不讨论手爪的回转和抓取自由度,仅讨论包含腰部、大臂、中臂、小臂4个转动关节的自由度,并按照D-H法建立坐标系,转换矩阵如下:
机械臂末端相对腰部关节齐次转换矩阵如下:
2.4 排爆机器人逆运动学分析
运动学的逆解,通过逐次降级,对比求解可得。当已知末端执行器在基准坐标系下的位置和姿态时,在正运动学方程两边前乘以齐次变换逆矩阵,分离出关节变量进行逐个求解,具有求解速度快、效率高、便于实时控制等优点[5]。例如,由T04可以求出,其中atan2是区分象限的反正切函数。
然后利用公式(10)对比系数找寻末端位姿与关节角θ,的关系,即可完成逆运动学求解。在此分析的腰部、大臂、中臂、小臂4个转动关节均在同一个平面内,我们知道确定一个平面的刚体的运动需要3个自由度,而现在有4个自由度,因此出现了冗余自由度,即逆运动学有多解,因此必须附加约束条件,才能唯一确定对应关节角。当θ1=0时,保证机械手垂直向下的位置和姿态,末端坐标(x,y)的运动学逆解式如下:
3 作业规划
逆运动学解的解出,使得任务的规划成为可能,排爆机器人需要将危险爆炸物夹起再放入隔爆箱中。对于如图3所示,有2种方式均可完成将危险爆炸物从初始位置放入隔爆箱的任务作业。当机械臂处于位形①时,安装于机械臂下端的钳爪竖直向下,方便夹取危险爆炸物。若以位形②到达目标位置,钳爪竖直向下,也能很方便地释放危险爆炸物到隔爆桶。若以位形③到达目标位置,处于倾斜状态不利于释放危险爆炸物进入隔爆桶,而且移动过程中的稳定性不如始终竖直的好。因此,我们规划在排爆机器人机械臂运动过程中始终保持钳爪处于垂直状态以方便夹取、运输稳定、垂直释放,即上述4关节机械臂的末端位置和姿态为竖直向下。
由于上述机械臂有1个冗余自由度,所以需增加约束条件才能确定唯一解[6],我们可以根据多种方式来施加约束条件,例如各关节转角之和最小,各关节转矩做功最小等,这对于优化机械臂能量利用、扩大排爆机器人底盘固定时工作空间、提高运输性能均有很好的作用。在此,为工程化简单,在简单作用的情况下,我们约定腰部关节保持竖直,即θ1=0。
因此,上述机器人对于工作空间内任意末端位置和姿态(x4,y4)有运动学逆解,如公式(11)。
对于上述情况,我们进行了Adams仿真,对于规划机械臂末端的一个垂直抓取目标物,水平运动一段距离,然后竖直放下的轨迹,我们解出在上述约束条件下的关节角的逆解。导入Adams进行仿真发现,末端轨迹完全与排爆机器人作业任务规划吻合。
4 结语
本文针对排爆机器人作业任务的需求分析,设计了具备冗余自由度的机械手。运用D-H法建立机器手连杆坐标系,进行了正运动学分析、逆运动学求解,实现了排爆机器人机械臂的运动控制。针对排爆机器人的实际应用情况,进行了一定约束下任务作业运动规划。利用Adams建立了虚拟样机,对任务作业进行了规划。为进一步的排爆机器人任务规划和运动控制奠定了基础。
参考文献
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1.内部控制的主体:企业董事会、监事会、经理层和全体员工。
2.《企业内部控制基本规范》颁布机构:财政部、证监会、审计署、银监会、保监会;它属于第三层次,不属于会计行政机构。3.内部监督按常规分类:日常监督和专项监督。
4.内部控制基本方式:组织规划控制、授权批准控制、全面预算控制、文件记录控制、实物保护控制、职工素质控制、风险防范控制、内部报告控制、电算化系统控制、内部审计控制、会计系统控制 5.授权批准的方式:一般授权;特殊授权。
6.文件记录控制内容:管理文件,组织结构图、工作岗位说明书;会计记录;文件的保管。
7.企业应当在董事会下设立战略委员会,或指定相关机构负责发展战略管理工作,履行相应职责。
8.企业文化的三大基本构成要素:企业环境,价值观,英雄人物。9.发展战略,是指企业在对现实状况和未来趋势进行综合分析和科学预测的基础上,制定并实施的长远发展目标与战略规划。
10.险承受度是企业能够承担的风险限度,包括整体风险承受能力和业务层面的可接受风险水平。
11.组织架构,是指企业按照国家有关法律法规、股东(大)会决议和企业章程,结合本企业实际,明确股东(大)会、董事会、监事会、经理层和企业内部各层级机构设置、职责权限、人员编制、工作程序和相关要求的制度安排。
12.内部控制是由企业董事会、监事会、经理层和全体员工实施的、旨在实现控制目标的过程。
13.货币资金支付业务程序。
14.出纳人员的岗位职责按国家规定办理现金收付和银行结算。
15.采购,是指企业购买物资(或接受劳务)及支付款项等相关活动。其中,物资主要包括企业的原材料、商品、工程物资、固定资产等。16.采购决策最重要的环节是价格谈判。
17.企业零星物品可以进行直接购买,事后审批。(X)
18.企业与客户订立销售合同,明确双方权利和义务,以此作为开展销售活动的基本根源。
19.仓储部门应该检查重视生产现场的管理,防止浪费。20.验收过程中出现的存货问题直接处理。
21.固定资产更新改造不够,可能造成企业产品线老化,缺乏市场竞争力。22.销售环节的验收环节。对外投资业务需要签订合同的对外投资业务。23.为企业提供咨询服务不能同时提供服务工作。
24.内部控制的五大要素内部环境、风险评估、控制活动、信息与沟通、内部监督。
25.财务报告对外提供阶段的主要风险:在财务报告对外提供前未按规定程序经行审核,对内容的真实性,完整性以及格式的合规性的审核不充分。简答论述:
内部控制的目标? 答:合理保证企业经营管理合法合规、资产安全、财务报告及相关信息真实完整,提高经营效率和效果,促进企业实现发展战略。《企业内部控制基本规范》。内部控制的分类?
答:按控制时间分类:事前控制,事中控制,事后控制; 按控制主体分类:出资者,董事会,总经理,职能部门; 按控制对象分类:实体物资的控制,业务过程的控制。内部控制演变的五个阶段? 答:内部牵制阶段
内部控制论阶段——20世纪40年代至70年代之间 内部控制结构阶段——20世纪80年代—90年代 内部控制框架论阶段——20世纪90年代后 风险管理阶段——21世纪初期以来 内部环境的内容及含义?
答:内部环境是企业实施内部控制的基础,支配着企业全体员工的内控意识,影响着全体员工实施控制活动和履行控制责任的态度、认识和行为。
内部环境类指引有5项,包括组织架构、发展战略、人力资源、企业文化和社会责任等指引。
风险应对的措施?
答:1)企业应当采用定性与定量相结合的方法,按照风险发生的可能性及其影响程度等,2)对识别的风险进行分析和排序,确定关注重点和优先控制的风险。3)企业应当根据风险分析的结果,结合风险承受度,权衡风险与收益,确定风险应对策略。
4)企业应当综合运用风险规避、风险降低、风险分担和风险承受等风险应对策略,实现对风险的有效控制。6.内部控制的五大目标?
答:1)合理保证企业经营管理合法合规2)维护资产的安全、完整3)报告及相关信息真实完整4)提高经营效率和效果5)促进企业实现发展战略 7.内部控制的原则?
答:一)全面性原则。
(二)重要性原则。
(三)制衡性原则。
(四)适应性原则。
(五)成本效益原则。8.财产保护控制措施?
答:限制接近;定期盘查;记录保护;财产保险;财产记录监控。9.社会责任控制含义及主要风险?
答:社会责任,是指企业在经营发展过程中应当履行的社会职责和义务,主要包括安全生产、产品质量(含服务,下同)、环境保护、资源节约、促进就业、员工权益保护等。
一、履行社会责任中的主要风险
企业至少应当关注在履行社会责任方面的下列风险:
(一)安全生产措施不到位,责任不落实,可能导致企业发生安全事故。
(二)产品质量低劣,侵害消费者利益,可能导致企业巨额赔偿、形象受损,甚至破产。
(三)环境保护投入不足,资源耗费大,造成环境污染或资源枯竭,可能导致企业巨额赔偿、缺乏发展后劲,甚至停业。
(四)促进就业和员工权益保护不够,可能导致员工积极性受挫,影响企业发展和社会稳定。
10.企业文化含义及主要风险? 答:企业文化,是指企业在生产经营实践中逐步形成的、为整体团队所认同并遵守的价值观、经营理念和企业精神,以及在此基础上形成的行为规范的总称。(一)企业文化建设至少应当关注下列风险:
1缺乏积极向上的企业文化,可能导致员工丧失对企业的信心和认同感,企业缺乏凝聚力和竞争力。
2缺乏开拓创新、团队协作和风险意识,可能导致企业发展目标难以实现,影响可持续发展。
3缺乏诚实守信的经营理念,可能导致舞弊事件的发生,造成企业损失,影响企业信誉。
4忽视企业间的文化差异和理念冲突,可能导致并购重组失败。11.企业文化培育环节的控制点及控制措施?
答:1)企业应当积极培育具有自身特色的企业文化,引导和规范员工行为,打造以主业为核心的企业品牌,形成整体团队的向心力,促进企业长远发展。2)企业应当培育体现企业特色的发展愿景、积极向上的价值观、诚实守信的经营理念、履行社会责任和开拓创新的企业精神,以及团队协作和风险防范意识。3)企业应当根据发展战略和自身特点,总结优良传统,挖掘文化底蕴,提炼核心价值,确定文化建设的目标和内容,形成企业文化规范,使其构成员工行为守则的重要组成部分。
4)董事、监事、经理和其他高级管理人员应当在企业文化建设中发挥主导和垂范作用。企业应当促进文化建设在内部各层级的有效沟通,加强企业文化的宣传贯彻,确保全体员工共同遵守
5)企业文化建设应当融入生产经营过程,切实做到文化建设与发展战略的有机结合,增强员工的责任感和使命感,促使员工自身价值在企业发展中得到充分体现。
6)企业应当重视并购重组过程中的文化建设,平等对待被并购方的员工,促进并购双方的文化融合。
12.企业资金活动的含义及主要风险?
答:资金活动,是指企业筹资、投资和资金营运等活动的总称。
1筹资决策不当,引发资本结构不合理或无效融资,可能导致企业筹资成本过高或债务危机。
2投资决策失误,引发盲目扩张或丧失发展机遇,可能导致资金链断裂或资金使用效益低下。
3资金调度不合理、营运不畅,可能导致企业陷入财务困境或资金冗余。4.资金活动管控不严,可能导致资金被挪用、侵占、抽逃或遭受欺诈。采购的含义及该环节的主要风险和管控措施?
答:采购,是指企业购买物资(或接受劳务)及支付款项等相关活动。其中,物资主要包括企业的原材料、商品、工程物资、固定资产等。一)编制需求计划和采购计划
该环节的主要风险是: 需求或采购计划不合理、不按实际需求安排采购或随意超计划采购,甚至与企业生产经营计划不协调等。主要管控措施:
第一,生产、经营、项目建设等部门,应当根据实际需求准确、及时编制需求计划。需求部门提出需求计划时,不能指定或变相指定供应商。对独家代理、专有、专利等特殊产品应提供相应的独家、专有资料,经专业技术部门研讨后,经具备相应审批权限的部门或人员审批。第二,采购计划是企业生产经营计划的一部分,在制定生产经营计划过程中,企业应当根据发展目标实际需要,结合库存和在途情况,科学安排采购计划,防止采购过高或过低。
第三,采购计划应纳入采购预算管理,经相关负责人审批后,作为企业刚性指令严格执行。
14,请购的含义及该环节的主要风险和管控措施?
答: 请购是指企业生产经营部门根据采购计划和实际需要,提出的采购申请。该环节的主要风险是:
缺乏采购申请制度,请购未经适当审批或超越授权审批,可能导致采购物资过量或短缺,影响企业正常生产经营。主要管控措施: 第一,建立采购申请制度,依据购买物资或接受劳务的类型,确定归口管理部门,授予相应的请购权,明确相关部门或人员的职责权限及相应的请购程序。企业可以根据实际需要设置专门的请购部门,对需求部门提出的采购需求进行审核,并进行归类汇总,统筹安排企业的采购计划。第二,具有请购权的部门对于预算内采购项目,应当严格按照预算执行进度办理请购手续,并根据市场变化提出合理采购申请。对于超预算和预算外采购项目,应先履行预算调整程序,由具备相应审批权限的部门或人员审批后,再行办理请购手续。第三,具备相应审批权限的部门或人员审批采购申请时,应重点关注采购申请内容是否准确、完整,是否符合生产经营需要,是否符合采购计划,是否在采购预算范围内等。对不符合规定的采购申请,应要求请购部门调整请购内容或拒绝批准。
财务报告的含义及编制财务报告时关注的风险? 答:企业对外提供的反映企业某一特定时期的财务状况和某一会计期间的经营成果,现金流量等信息的文件。
该环节的主要风险是:会计政策未能有效更新,不符合有关法律法规;重要会计政策、会计估计变更未经审批,导致会计政策使用不当;会计政策未能有效贯彻、执行;各部门职责、分工不清,导致数据传递出现差错、遗漏、格式不一致等;各步骤时间安排不明确,导致整体编制进度延后,违反相关报送要求。16.内部控制评价报告至少应当披露的内容? 答:一)董事会对内部控制报告真实性的声明。
(二)内部控制评价工作的总体情况。
(三)内部控制评价的依据。
(四)内部控制评价的范围。
(五)内部控制评价的程序和方法。
(六)内部控制缺陷及其认定情况。
(七)内部控制缺陷的整改情况及重大缺陷拟采取的整改措施。
《自动控制原理》考试大纲
一、基本要求
掌握控制系统分析和综合基本方法,主要内容有传递函数和信号流图等数学模型的建立;
系
统稳定性、动态性能、稳态性能的时域分析;
频域法和根轨迹法;
系统串联校正的设计方法;
线性离散系统的分析;
系统状态空间建模及其求解;
系统可控性和可观测性;
线性定常系统
状态反馈及观测器设计;李雅普诺夫稳定性理论。
二、考试范围
.
自动控制的一般概念
()自动控制系统的定义、构成;
()自动控制系统的基本控制方式;自动控制系统的分类;
()对控制系统的基本要求;
.
控制系统的数学模型
()传递函数的定义、性质及典型环节的传递函数;
()信号流图的组成、建立及梅森增益公式;
()闭环系统的传递函数:输入量及扰动量作用下的传递函数、误差传递函数。
.线性系统的时域分析法
()一阶系统动态性能;
()二阶系统的动态性能:典型二阶系统的数学模型、欠阻尼阶跃响应、二阶系统的动态性能指标、二阶系统性能的改善;
()控制系统的稳定性分析及代数稳定判据;
()控制系统的稳态性能分析:
稳态误差的定义、系统类型、稳态误差分析与静态误差系数。.
线性系统的根轨迹法
()根轨迹方程:幅值条件和相角条件;
()度根轨迹作图的一般规则、典型的零、极点分布及其相应的根轨迹;
()系统性能分析:稳定性分析、增加零、极点对根轨迹的影响、利用主导极点估计系统的性能指标;
.
线性系统的频域分析法
()频率特性;
()典型环节与开环系统的频率特性;
()奈奎斯特稳定判据及应用;
()稳定裕度;
.
线性系统的校正法
()校正装置:超前、滞后网络的特性;
()系统校正的频率响应法:超前、滞后校正设计;
/
个人整理精品文档,仅供个人学习使用
()控制器:控制法则及对系统性能的影响。
.线性离散系统的分析
()
信号采样和保持;
()
离散系统数学模型:差分方程和脉冲传递函数;
()
离散系统稳定性及稳定性判据;
()
离散系统稳态误差及动态性能分析;
.线性系统的状态空间分析与综合()
线性系统的状态空间描述:建立、转换、标准型;线性系统的运动分析状态方程的解;
()
线性系统的可控性和可观测性;
()
线性定常系统的线性变换;
()
线性定常系统的状态反馈极点配置和全维状态观测器设计;
()
李雅普诺夫稳定性分析。
当前教学中使用的机器人控制编程教学基本上都是汇编语言或者C语言。由于汇编语言与C语言的功能强大并且复杂,对于编程基础比较薄弱的学生来说,难以掌握。即使花费了大量的时间来学习汇编语言和C语言的基础知识,也难以全面把握,更无法灵活地进行实际应用。没有牢固的基础知识,对机器人控制的相关技术和细节就无法深入了解和掌握。
另一方面,由于汇编语言和C语言都是编译型的语言,在实际的机器人控制过程中,程序都需要遵循编译、链接、下载、调试、除错、下载到机器人微系统上进行测试和调试。一旦程序有错误或者不符合预期行为,需要重新再进行编写、编译、下载等流程。整个流程比较复杂而且耗时。对于汇编语言或者C语言基础知识不牢的学生来说, 需要花费很多的时间放在除错、编译、再除错等流程上。整个过程如图1所示:
二、为什么选用Lua作为机器人控制的教学语言
如果在机器人控制的教学中采用脚本语言,可以让学生在实际的学习过程中更加专注于如何控制机器人,如何在逻辑上编写机器人控制程序,而不需在学习复杂的汇编语言或者C语言基础知识上花费太多时间。
由于脚本语言都是动态执行的,可以开发相关的PC端辅助软件,使学生直接在PC机上输入动态语言的控制逻辑,实时在机器人微系统上看到输入的程序结果。免除了编译、链接和下载环节,简化了实践流程。而且除错环节也更加容易。简化后的流程如图2所示:
三、Lua语言
Lua是一种轻量级嵌入式语言,它的官方版本只包括一个精简的核心和最基本的库。这使得Lua体积小、启动速度快。它用标准C语言编写并以源代码形式开放,编译后仅仅一百余K,可以很方便的嵌入别的程序里。和许多" 大而全" 的语言不一样,网络通讯、图形界面等都没有,默认提供。Lua可以很容易地被扩展:由宿主语言(通常是C或C++)提供这些功能,Lua可以使用它们,就像是本来就内置的功能一样。Lua原生支持的数据类型非常之少,它只提供了数字、布尔量、字符串、表、子程序、协程以及用户自定义数据这几种,使用和学习的成本都很低,而且其处理表和字符串的效率非常高,加上元表的支持,开发者可以高效的模拟出需要的复杂数据类型(比如集合、数组等)。
相对于汇编语言或者C语言来说,Lua语言在机器人控制教学中具有如下优势:
1、高级语言,易于理解和掌握;
2、动态执行,可以实时观察到每条指令的执行效果;
3、与C/C++ 语言的接口简单,易于通过编写扩展包来增加机器人系统的硬件控制功能;
4、数据结构简单,可以使教学的重点放在程序逻辑与程序流程上,减少语言基础特性的教学课时;
5、容易编写PC端的编程环境,方便学生使用。
四、Lua机器人控制微系统的实现
1、Lua机器人微系统的硬件组成
Lua机器人微系统的硬件组成结构如图3所示:
(1)SOC:微系统的主要控制部件。 采用Atmel的AT91 ARM微处理器,其内部已经封装UART、GPIO、SPI、 USB Host等接口。
(2)UART1:串口通信接口。主要用来与PC机进行通信,进行数据传输和程序传输。
(3)UART2:串口通信接口,根据需要来连接AD/DA转换器或者传感器。
(4)GPIO:通用输入输出接口。根据需要来链接AD/DA转换器。
(5)SPI:串行总线,根据需要来链接AD/DA转换器或者传感器。
2、Lua机器人微系统的软件架构
Lua机器人微系统的软件组成如图4所示:
Boot Loader:系统引导程序。负责硬件初始化并且在完成以后把硬件控制权交给Lua Shell。
Lua Shell:机器人微控制系统的核心。负责硬件控制、程序解释运行以及通过UART接口与PC端进行通信。
ADC:AD/DA控制模块。负责“数模/ 模数”转换器的控制。
PIO:基本输入输出控制模块。负责GPIO,SPI等接口的数据读取与写入。
UART:串行通信控制接口。负责与串行通讯接口相连接的设备的控制。
Timer:时钟中断控制模块。负责时钟中断的处理,并且为上层控制程序提供定时器支持。
Flash:Flash控制接口。负责NAND Flash的数据存储与读取操作。
3、Lua机器人微系统的PC端编程与调试环境
Lua机器人微系统PC端编程与调试环境界面见图5,主要由4部分功能构成:
(1)源代码编辑与单步跟踪调试。这部分主要负责Lua源代码的编辑以及在单步调试状态下的源代码显示功能。并且负责与机器人微控制器的Lua Shell交互,把编辑完成的控制源代码交由Lua Shell动态执行。
(2)Shell:通过串行口与机器人微系统的UART1连接,接受用户的输入,通过串行口把用户的输入发送给机器人微系统的Lua Shell,,Lua Shell负责动态执行输入的命令。如果有字符串的输出信息,则通过串口发送给PC端的Shell界面进行显示。
(3)输出与错误:如果机器人微系统上的Lua Shell在运行程序源代码的过程种出现错误,Lua Shell把错误发送到“错误” 界面,如果有正常的程序输出,则发送到" 输出" 界面。
(4)机器人控制:负责显示当前机器人的状态与机器人的开启、关闭等全局性的操作。
五、综述
使用Lua脚本语言作为机器人控制教学的编程语言,可以有效减少学生对于学习机器人控制的学习障碍,提高学生对于机器人控制技术的理解能力以及程序控制的逻辑思维能力。
摘要:当前机器人控制教学一般采用汇编语言或者C语言,由于汇编语言和C语言比较复杂,学生需要花费大量的时间来学习语言本身的基础知识,而导致没有足够的课时和精力来专注于机器人控制方面的知识。本文尝试把较为简单的脚本编程语言引入到机器人控制教学中.脚本编程相对于汇编语言和C语言来说,更易于理解,使学生有足够的课时和精力来掌握机器人控制技术。本文主要通过查阅当前国内外在嵌入式系统上对于脚本程序使用的相关文论和文档,获取相关资料,并结合教学中的实际情况,在ARM上实现lua的运行,编写PC机上的开发软件来控制ARM对于机器人元部件的控制。
测绘工程专业《GPS、控制测量实训》教学大纲
课程代码:3000324
专业代码:080901
一、本实践课程教学目的与教学基本要求:
野外实习工作是在校内学完了《空间定位技术及应用》的理论和方法以后,模拟或结合实际生产任务所进行的一次综合实践。通过四周左右时间的实习,应该达到以下目的:
1.巩固校内课堂所学知识,加深对空间定位技术基本理论的理解。能够用有关理论指导实践,做到理论与实践相统一。提高学生分析问题和解决问题的能力。
2.对学生进行控制测量野外作业的基本技能训练,提高动手能力。通过实习,熟悉并掌握城市(矿区)三、四等GPS控制测量的作业程序及施测方法。
3.对野外观测成果进行整理、检查和计算。掌握用GPS理论处理GPS测量成果的基本技能。
4.通过完成城市(矿区)三、四等GPS控制测量实际任务的锻炼,提高学生从事测绘工作的计划、组织和管理能力。培养同学良好的专业品质和职业道德。
二、实习教学指导书
[1]徐绍铨.GPS测量原理及应用(第三版).武汉:武汉大学出版社,2008
[2]魏二虎、黄劲松编著.GPS测量操作与数据处理.武汉:武汉大学出版社,2004
[3]CJJ T 73-2010 卫星定位城市测量技术规范
[4]GBT 12898-2009 国家三、四等水准测量规范
[5]CHT 1001-2005 测绘技术总结编写规定
[6]CHT 1004-2005 测绘技术设计规定
[7] GPS工程控制网实习教学大纲
三、考核方式及成绩评定
实习结束,指导教师应根据学生在实习中所表现的专业意识和品质、完成实际任务 的数量和质量、基本技能的熟练程度、独立工作能力的大小、实习报告的质量五个方面内容,对学生的实习成绩进行考评记分。其中专业意识和品质为%10,完成实际任务的数量和质量为10%,基本技能的熟练程度为30%,独立工作能力的大小为20%,实习报告的质量为30%。
四、其他必要的说明
1、实习时间为3周、3学分;
2、实习开出为短学期三;
3、在校外实习基地或结合具体生产任务集中组织完成实习;
4、本大纲的使用说明:本大纲作为实习的指导书;
5、撰写实习报告的格式说明;
[1]序言
实习名称、目的、时间、地点、实习任务及组织情况
[2]测区概况
测区的地理位置、交通、居民、气候、地形、地貌等概况,测区内已有测绘成果资料
情况
[3]静态GPS控制网得布设及施测
简要叙述静态GPS控制网的布设及施测中的各项主要工作:
(1)静态GPS控制网得布设方案及控制网略图;
(2)选点、埋石方法及情况;
(3)施测技术依据及施测方法;
(4)星历预报;
(5)观测成果质量分析。
[4]高程控制网的布设及施测
(1)高程控制网得布设方案及控制网略图;
(2)选点、埋石方法及情况;
(3)施测技术依据及施测方法;
(4)观测成果质量分析。
[5]水准数据处理
(1)水准点间高差观测值及距离的计算整理;
(2)水准网平差
(3)观测成果质量分析
[6]静态GPS控制网的数据处理
(1)数据准备,包括数据下载、接收机文件删除、Rvinex文件格式得转换、建立参考
椭球、建立坐标系统、建立项目等;
(2)基线解算、精度评定及调整
(3)三维自由网平差
(4)二维约束平差
(5)高程拟合(6)观测成果测量分析
[7]实习中发生得问题及处理情况
[8]实习收获、体会及建议
[9]附录(仪器鉴定资料、各种观测数据表、各种数据处理报告)
6、实习组织
参加实习的学生统一组成实习队,由指导教师、班长、团支书、大组长、小组长组成实习队委,负责、协调全队实习的领导、组织、思想教育等有关工作。为便于进行作业,实习队分为8大组,其中每大组由每6~8人组成,设大组长1名、技术员1名。每个大组
分为3个小组,设小组长1名。大组长协助教师负责组织各小组的各项实习工作, 技术员
负责解决本大组的各项技术问题。小组长负责本组仪器及资料的保管工作,并协助大组长
组织本小组的各项实习工作。
全部实习由指导教师统一指挥,各班学生干部应积极协助教师做好本班、本组的各项
工作。
五、实习内容与要求
全实习队共同完成一个GPS控制网的布设、施测及数据处理任务,并使每位学生在各项
主要工作中得到训练。具体内容及要求是:
一、踏勘、选点、埋石
1、全队由教师带领踏勘测区,了解测区情况及任务,领会建网的目的和意义;
2、在教师指导下进行分组分区实地选点,每平方公里控制点点数在4~5个左右,并
绘出点的示意图;
3、分组进行埋石(条件允许),或在教师指导下进行埋石的讲解、演示;
4、分组进行水准路线选线,在条件可能情况下,应尽量选择GPS点兼作水准点。
二、静态GPS控制测量
1、制定测量安排表,内容有同步测量起止时间、搬站时间、每个同步环中各接收机所
在观测点,交通工具安排及调度等;
2、严格按照作业规定要求进行外业观测,并作好记录;
3、每大组按GPS E级网的要求完成一套全网的观测任务,提交一份该点的合格观测成果;
4、每小组完成一套全网的数据处理任务,提交一份合格的数据处理成果。
三、高程控制测量
1、每大组完成三台水准仪的检验和校正,提交一份完整的检验记录;
2、每大组按四等水准的要求完成一套全网的水准观测任务,提交一份合格的水准观测
手薄,其中每人至少完成两个水准点间的水准观测和记录,并负责检查记录和整理成果;
3、每小组完成一套水准网的平差计算,提交一份合格的平差计算成果。
四、内业数据处理
内业数据处理主要有静态相对测量数据处理、水准网数据处理和GPS高程拟合等。
1、上述各项测量外业工作结束后,都要及时对观测成果进行整理和检查。
2、在取得指导教师认可后,每个同学应对本大组观测成果及时进行数据处理。要求每人独立完成一份。
3、每个大组以光盘的形式提交一份完整的合格的实习数据资料。
需要说明的是:上列全部实习任务的完成,可能会受到时间和仪器条件的限制。因此,在执行本大纲时,可以酌情减免少量内容。对于必须完成的实习内容,可在大组之间平行作
业,定期对换。为此,各实习小组应该编制实习工作进程表。
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