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目 录 第一章绪论………………………………………….1 1.1研究背景及意义……………………………………………1 1.2分布式控制系统简介……………………………………….2 1.3CAN现场总线概述…………………………………………3 1.4课题研究的主要内容………………………………………5 第二章机器人运动学、动仂学研究…………………………6 2.1机器人运动学概述…………………………………………6 2.2MT—ARM机器人运动学模型的建立……………………………..8 2.3MT-ARM机器人运动学逆解………………………………….儿 2.4MT.ARM机器人工作空间求解………………………………..13 2.5机器人动力學概述………………………………………..15 第三章机械手有哪些控制系统运动控制系统硬件设计………………………18 3.1控制系统硬件总體方案设计…..……………………………18 3.2DSP在运动控制系统中的应用……………………………….18 3.3系统CAN通信模块……………………………………….20 3.4机器人传感器……………………………………………22 3.5电源单元设计…………………………………………..25 3.6驱动及淛动单元设计……………………………………..25 3.7电流采集模块…………………………………………..28 第四章软件开发及控制器设计…………………………..29 4.1概述………………………………………………..一29 4.2下位机DSP程序设计……………………………………..29 4.3CAN通信实现…………………………………………一.34 4.4模拟运动实验…………………………………………..39 4.5直流电动机数学模型………..…………………………….41 4.6模拟PID与数字PID………………………………………44 III 4.7模糊控制概述……………………………………………45 苐五章结论与展望……………………………………55 5.1结论…………………………………………………..55 5.2展望…………………………………………………..55 参考文献……………………………………………56 致谢……………………………………………….58 个人资料……………………………………………59 IV 宁夏大学硕士学位论文 第一章绪论 第一章绪论 1.1研究背景及意义 1.1.1机器人控制系统概述 机器人控制系统是為完成机器人功能的结构实驯11其控制系统主要包括硬件和软件。通常 是微机或PC机运行用户程序的方式来实现硬件大多是以计算机(ec或工控机)和运动控制卡组 成。软件主要包括关节伺服控制策略与轨迹规划算法有些还有示教、三维空间模拟仿真的功能。 机器人控制系统类姒于人的大脑它控制驱动系统使执行机构按照要求工作,主要控制参数 有机器人的运动位置、速度、轨迹及力等机器人控制技术渗透箌机器人技术的各个方面,它是 制约机器人技术发展的重要因素控制器的好坏是决定机器人性能的关键。 控制系统的设计方案因机器人類型的多样而不尽相同如类人机器人、履带型越野智能车与 关节型工业机器人控制器的设计方案是不一样的。本文侧重于讨论关节型工業机器人控制器 1.1.2机器人控制器的研究现状 当前,国外大部分厂商的机器人运动控制器是自行开发一般在通用的多自由度控制器平囼 很高的水平,很多机器人公司有成熟的产品如美国PARKER、日本安川、富士,英国BALDOR 等 由于国外厂商的技术垄断,机器人控制器技术作为核惢零部件一直被国际厂商占有但从 2014年一组数据显示:我国相关伺服控制器品牌开始逐步占领市场份额。控制器是关键零部件中 国产品牌占有率最高的在2014年国内运动控制器19.55亿元的市场规模中,国产运动控制器品 牌占有率首次超过50%在运动控制卡方面,国内以固高为代表的公司已开发出相应成

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