《仿人機器人原理與實戰》一第3章

本節書摘來華章計算機《仿人機器人原理與實戰》一書中的第3章 ，第3.1節，作者布萊恩·伯傑倫（bryan bergeron） 托馬斯b. 塔爾博特（thomas b. talbot） 王偉　魏洪興　劉斐　譯, 更多章節内容可以通路雲栖社群“華章計算機”公衆号檢視。

動 态 平 衡

動态平衡即恒定内部狀态的維持，是生理上需要實作的目标。更進一步，生理學使我們能夠快速地從座位上站起來而不會飛出去。這與使用pid（比例–積分–微分）控制器有直接關系，pid控制器能夠讓機器人無人機在有風的情況下維持飛行高度。站起和飛行兩者都依賴于負回報控制系統。

本章以溫度控制為焦點來探索動态平衡和基本控制理論。我們選擇溫度為控制對象，而不是關節速度、功率或壓力，這是因為溫度傳感器是現成的，第一手經驗更加豐富，也許更重要的是，本實驗将水和電有目的地混合在一起，這種機會非常寶貴。這裡也有仿人機器人設計方面的原因。我們設計的電子器件不僅需要在一定的溫度條件下工作，而且要有“體溫”—與冰冷的仿人機器人握手一定會帶來不好的印象。

我們将利用充滿水的熱交換器制造一個皮膚冷卻模型，而熱交換器的材料是幾英尺矽樹脂管。然後利用一個隔熱的容器、一隻12v直流水泵、一對熱電偶和一隻功率金屬氧化物半導體場效應管（mosfet）等器材建構軀幹。再加上一套arduino和pid算法，我們就可以開始工作了。