從世界上第一臺遙控機械手的誕生至今已有50年了，在這短短的幾年里，伴隨著計算機、自動控制理論的發(fā)展和工業(yè)生產(chǎn)的需要及相關(guān)技術(shù)的進步，機器人的發(fā)展已經(jīng)歷經(jīng)3代：

（1)可編程的示教再現(xiàn)型機器人；

（2)基于傳感器控制具有一定自主能力的機器人；

 (3)智能機器人。作為機器人的核心部分，機器人控制器是影響機器人性能的關(guān)鍵部分之一。它從一定程度上影響著機器人的發(fā)展。目前，由于人工智能、計算機科學、傳感器技術(shù)及其它相關(guān)學科的長足進步，使得機器人的研究在高水平上進行，同時也為機器人控制器的性能提出了更的要求。

對于不同類型的機器人，如有腿的步行機器人與關(guān)節(jié)型工業(yè)機器人，控制系統(tǒng)的綜合方法有較大差別，控制器的設(shè)計方案也不一樣。

機器人控制器是根據(jù)指令以及傳感信息控制機器人完成一定的動作或作業(yè)任務(wù)的裝置，它是機器人的心臟，決定了機器人性能的優(yōu)劣。

從機器人控制算法的處理方式來看，可分為串行、并行兩種結(jié)構(gòu)類型。

1串行處理結(jié)構(gòu)

所謂的串行處理結(jié)構(gòu)是指機器人的控制算法是由串行機來處理。對于這種類型的控制器，從計算機結(jié)構(gòu)、控制方式來劃分，又可分為以下幾種。

(1)單CPU結(jié)構(gòu)、集中控制方式

用一臺功能較強的計算機實現(xiàn)全部控制功能。在早期的機器人中，如Hero-I，Robot-I等，就釆用這種結(jié)構(gòu)，但控制過程中需要許多計算（如坐標變換），而此這種控制結(jié)構(gòu)速度較慢。

(2)二級CPU結(jié)構(gòu)、主從式控制方式

一級CPU為主機，擔裊系統(tǒng)管理、機器人語言編譯和人機接口功能，同時也利用它的運算能力完成坐標變換、軌跡插補，并定時地把運算結(jié)果作為關(guān)節(jié)運動的增量送到公用內(nèi)存，供二級CPU讀取；二級CPU完成全部關(guān)節(jié)位置數(shù)字控制。這類系統(tǒng)的兩個CPU總線之間基本沒有聯(lián)系，僅通過公用內(nèi)存交換數(shù)據(jù)，是一個松耦合的關(guān)系。對釆用更多的CPU進一步分散功能是很困難的。比如本世紀70年代生產(chǎn)的MoLomari機器人（5關(guān)節(jié)，直流電機驅(qū)動）的計箅機系統(tǒng)就屬于這種主從式結(jié)構(gòu)。

(3)多CPU結(jié)構(gòu)、分布式控制方式

目前，普遍采用這種上、下位機二級分布式結(jié)構(gòu)，上位機負責整個系統(tǒng)管理以及運動學計算、軌跡規(guī)劃等。下位機由多CPU組成，每個CPU控制一個關(guān)節(jié)運動，這些CPU和主控機聯(lián)系是通過總線形式的緊耦合。這種結(jié)構(gòu)的控制器工作速度和控制性能明顯提高。但這些多CPU系統(tǒng)共有的特征都是針對具體問題而采用的功能分布式結(jié)構(gòu)，即每個處理器承擔固定任務(wù)。目前世界上大多數(shù)商品化機器人控制器都是這種結(jié)構(gòu)。

控制器計算機控制系統(tǒng)中的位置控制部分，幾乎無例外地采用數(shù)字式位置控制。

以上幾種類型的控制器都是采用串行機來計算機器人控制算法。它們存在一個共同的弱點：計算負擔重、實時性差。所以人多采用離線規(guī)劃和前饋補償解耦等方法來減輕實時控制屮的計算負擔。當機器人在運行中受到干擾時其性能將受到影響，更難以保證高速運動中所要求的精度指標。

由于機器人控制算法的復雜性以及機器人控制性能的亟待提商，許多學者從建模、算法等多方面進行了減少計算量的努力，但仍難以在串行結(jié)構(gòu)控制器上滿足實時計算的要求。因此，必須從控制器本身尋求解決辦法。方法之一是選用高檔次微機或小型機；另一種方法就是采用多處理器作并行計算，提高控制器的計算能力。