基于QNX的七自由度機械臂控制系統(tǒng)設計.pdf

1、隨著機器人技術(shù)的發(fā)展，作為機器人的一個分支，機械臂控制技術(shù)的研究越來越成為機器人技術(shù)的研究熱點。為了完成對遠端機械臂的操作控制任務，本文設計了一種基于QNX的七自由度機械臂控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有視覺和力覺反饋功能，操作者可通過反饋信號進行機械臂的遙操作控制完成指定任務。本課題的研究內(nèi)容來自國家。
　　本文以QNX系統(tǒng)為開發(fā)平臺，以C語言為開發(fā)工具，設計并實現(xiàn)了七自由度機械臂控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)不僅滿足機械臂的控制需求，而且具有廣泛的通用

2、性，改變控制對象后只需經(jīng)過少量改造就可滿足新的控制要求。
　　本文從機械臂建模、系統(tǒng)硬件設計和系統(tǒng)控制軟件設計三個方面研究了七自由度機械臂控制系統(tǒng)，取得的主要成果如下：
　　首先，建立了機械臂的運動學方程，研究了一種基于位置的機械臂運動學逆解算法，使用關(guān)節(jié)變化量的和為性能指標，通過極小化性能指標搜索最優(yōu)解。仿真實驗表明該算法計算快速，解算精度高，滿足系統(tǒng)實時性要求。
　　其次，研究了控制系統(tǒng)的硬件設計方案，在系統(tǒng)的控制

3、方式和開發(fā)目標的基礎上，闡述了系統(tǒng)的硬件總體設計思想，詳細分析了系統(tǒng)各硬件部分的功能和實現(xiàn)方式，設計了系統(tǒng)的通訊網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，根據(jù)通訊需求確定了各網(wǎng)絡的工作方式，最后針對力反饋控制問題，設計一種帶有重力補償?shù)牧Ψ答仚C械臂控制方案。
　　最后，研究了控制系統(tǒng)的軟件設計方案，在介紹了QNX系統(tǒng)特點的基礎上，闡述了控制系統(tǒng)軟件的總體設計方案，開發(fā)了PCI總線設備驅(qū)動程序和通訊網(wǎng)絡程序。然后在分析QNX系統(tǒng)多線程處理特點的基礎上，設計了控制系