六足機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制器設(shè)計(jì).pdf

1、針對(duì)前期六足機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制器表現(xiàn)出的一些問(wèn)題，如通信速率過(guò)慢，數(shù)據(jù)采集周期較長(zhǎng)，導(dǎo)致主控周期長(zhǎng)達(dá)50ms；并且系統(tǒng)可靠性較差，通信故障頻繁，抗干擾能力差，容錯(cuò)能力差等，無(wú)法滿(mǎn)足惡劣環(huán)境下的應(yīng)用，本文重新設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)控制器，以滿(mǎn)足新的設(shè)計(jì)指標(biāo)。
　　為解決原運(yùn)動(dòng)控制器無(wú)法應(yīng)用于惡劣環(huán)境以及處理性能不足，設(shè)計(jì)中采用高性能的PowerPC處理器。為改善通信速率過(guò)慢并且通信可靠性較差問(wèn)題，設(shè)計(jì)了基于冗余總線(xiàn)的通信模塊，并且選擇通信速率較高的S

2、JA1000作為 CAN控制器。同時(shí)為了提高系統(tǒng)的容錯(cuò)性能，除了采用冗余的通信總線(xiàn)之外，采取對(duì)運(yùn)動(dòng)控制器實(shí)現(xiàn)冗余，選擇了雙機(jī)熱備份作為冗余的方式，單個(gè)運(yùn)動(dòng)控制器故障時(shí)，不會(huì)影響整個(gè)六足機(jī)器人系統(tǒng)的正常工作，從而進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的可靠性。為了縮短主控周期時(shí)間，除了提高通信速率之外，在軟件上基于多任務(wù)并發(fā)調(diào)度，重新劃分任務(wù)職責(zé)，優(yōu)化任務(wù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，充分發(fā)揮嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的多任務(wù)調(diào)度能力。
　　本文先對(duì)六足機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制器進(jìn)行詳細(xì)的需

3、求分析，并結(jié)合預(yù)計(jì)的指標(biāo)，提出運(yùn)動(dòng)控制器總體設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)方案包括各個(gè)通信模塊的實(shí)現(xiàn)方案以及各個(gè)硬件的選型，并提出了雙冗余總線(xiàn)以及雙冗余的運(yùn)動(dòng)控制器設(shè)計(jì)。然后分別給出雙冗余總線(xiàn)和雙冗余運(yùn)動(dòng)控制器的詳細(xì)設(shè)計(jì)，包括實(shí)現(xiàn)原理以及具體實(shí)現(xiàn)方法。最后，重新設(shè)計(jì)基于PowerPC平臺(tái)下的應(yīng)用層任務(wù)，并對(duì)設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)控制器的進(jìn)行測(cè)試。
　　設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)控制器在通信速率、系統(tǒng)可靠性以及容錯(cuò)性能較原系統(tǒng)中的運(yùn)動(dòng)控制器具有顯著的優(yōu)勢(shì)，基本達(dá)到了預(yù)定的設(shè)計(jì)