机器人控制器型机器人控制器是根据指令和传感信息控制机器人完成一定动作或任务的装置。它是机器人的心脏，决定着机器人的性能。从机器人控制算法的处理方式来看，可分为串行和并行结构类型。
串行处理结构
所谓串行处理结构，就是机器人的控制算法由串行机器处理。对于这类控制器，根据计算机结构和控制方式可分为以下几种：
(1)单CPU结构，集中控制模式。所有的控制功能都由一台功能强大的计算机来实现。早期的机器人，比如Hero-I和Robo t-I，都采用了这种结构，但是控制过程中需要很多计算(比如坐标变换)，所以这种控制结构速度较慢。
(2)两级CPU结构和主从控制模式。一级CPU为主机，承担系统管理、机器人语言编译、人机界面等功能。同时，它还利用自身的计算能力完成坐标变换和轨迹插补，并定期将计算结果作为关节运动的增量发送到公共内存，供二级CPU读取；辅助CPU完成所有关节位置的数字控制。这类系统的两条CPU总线之间基本没有连接，只有公共内存交换数据，是一种松耦合的关系。使用更多的CPU很难进一步分散功能。日本70年代生产的M otoma n机器人(5关节，DC电机驱动)的计算机系统就属于这种主从结构。
(3)多CPU结构和分布式控制模式
目前广泛采用的是这种上下位机两级分布式结构，上位机负责整个系统管理、运动学计算、轨迹规划等。下位机由多C PU组成，每个CPU控制一个关节运动，这些CPU与主计算机的连接通过总线紧密耦合，这种结构的控制器工作速度和控制性能明显提高。但这些多CPU系统的共同特点是针对特定问题采用的功能分布式结构，即每个处理器承担一个固定的任务。目前世界上大多数商用机器人控制器都是这种结构。
控制器计算机控制系统的位置控制部分几乎都采用数字位置控制。
以上几类控制器都是用串行计算机计算机器人控制算法，它们都有一个共同的弱点：计算负担重，实时性差。因此，在实时控制中大多采用离线规划和前馈补偿解耦的方法来减少计算负担。当机器人在运行中受到干扰时，其性能会受到影响，在高速运动中更难以保证所需的精度指标。
并行处理结构
并行处理技术是提高计算速度的重要有效手段，能够满足机器人控制的实时性要求。从文献来看，机器人运动学和动力学的并行算法及其实现研究的比较多。1982年，J. Y. S. Luh首先提出了机器人动力学的并行处理。这是因为关节式机器人的动力学方程是一组非线性、强耦合的二阶微分方程，计算非常复杂。提高机器人动力学算法的计算速度，也为力矩计算法、非线性前馈法、自适应控制法等复杂控制算法的实现奠定了基础。开发并行算法的方法之一是将串行算法转换成并行的，然后将算法映射到并行结构上。一般有两种方式。一种是考虑给定的并行处理器结构，根据处理器结构支持的计算模型开发算法的并行性；二是首先开发算法的并行性，然后设计支持算法的并行处理器结构，以达到最佳的并行效率。
机器人控制器的发展随着机器人控制技术的发展，针对封闭式结构的机器人控制器的缺陷，发展开放式结构的模块化标准化机器人控制器是目前机器人控制器的一个发展方向。近年来，日本、美国和欧洲的一些国家都在开发开放式结构的机器人控制器，如日本安川公司开发的具有开放式结构和网络功能的机器人控制器，我国的863计划智能机器人也已立项。
开放式体系结构机器人控制器意味着各级控制器设计对用户开放，用户可以方便地扩展和改进其性能。其主要思想是：
(1)利用基于非封闭计算机平台的开发系统，有效利用标准计算机平台的软硬件资源，为控制器的扩展创造条件。
(2)使用标准的操作系统和控制语言，可以改变各种专用机器人语言并存、互不兼容的局面。
(3)使用标准总线结构，扩展控制器性能所必需的硬件，如各种传感器、I /O板和运动控制板，可以很容易地集成到原系统中。
(4)利用网络通讯实现资源共享或远程通讯。目前几乎所有的控制器都没有网络功能。利用网络通信功能可以提高系统变化的灵活性。我们可以按照上述思路设计开放式结构的机器人控制器，设计过程尽量模块化。这是一种模块化系统设计和建立的现代方法。按照模块化设计方法，系统由各种功能模块组成，每个模块都是完整的、单一的。这样建立的系统不仅性能好、开发周期短、成本低。模块化还使系统具有开放性，易于修改、重新配置和添加配置功能。
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