基于實時操作系統(tǒng)的HIT-DLR Ⅱ靈巧手控制平臺設計.pdf

1、圖書分類號：TP242.2U.D.C.：621.865.8工學碩士學位論文基于實時操作系統(tǒng)的HITDLRII靈巧手控制平臺設計碩士研究生：王冬劍導師：金明河教授申請學位級別：工學碩士學科、專業(yè)：機械電子工程所在單位：機電工程學院答辯日期：2010年6月授予學位單位：哈爾濱工業(yè)大學哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文I摘要靈巧手已成為國內(nèi)外很多高校及研究機構(gòu)的研究熱點。在本體硬件的研究上，靈巧手和人手越來越相似；在控制平臺的研究上，具有分層控制

2、結(jié)構(gòu)的控制平臺被廣泛應用，并被證實具有優(yōu)越的控制性能；在控制算法的研究上，現(xiàn)代智能控制方法的應用使得靈巧手的使用性能有了很大提升，但還需要做深入的研究。為了深入研究HITDLRII靈巧手的控制算法，本文利用QNX實時操作系統(tǒng)和Simulink技術(shù)，搭建了一種實時控制平臺。它提供了一個性能優(yōu)良且便于使用的控制算法設計與試驗環(huán)境，簡化了靈巧手控制算法研究工作，提高了研究效率，為今后的研究工作打下了基礎(chǔ)。本文首先闡述了本控制平臺的設計過程：為

3、了實現(xiàn)優(yōu)良的控制性能，選用PC機和QNX實時操作系統(tǒng)作為高層控制平臺的硬件與軟件框架；為了實現(xiàn)研究與設計的高效率，本文研究了控制系統(tǒng)設計方法，比較了傳統(tǒng)的設計方法和最新的基于模型的設計方法，得出基于模型的設計方法優(yōu)于傳統(tǒng)方法的結(jié)論，具有較高的設計效率和設計質(zhì)量，因此選用具有該技術(shù)Simulink軟件作為控制算法的設計環(huán)境；經(jīng)過一系列二次開發(fā)工作，聯(lián)合以上各部分搭建了本平臺。本平臺將控制系統(tǒng)建模、仿真、檢驗、優(yōu)化與實時控制等都集成到同一平

4、臺，相對于傳統(tǒng)的控制平臺而言，它在控制性能、人機接口、可移植性、可維護性等方面具有明顯優(yōu)勢。本文剩下部分介紹了利用搭建完成的平臺進行的初步研究工作，以驗證平臺的有效性。為了驗證平臺對基于模型的設計方法的支持，本文通過系統(tǒng)辨識建立了單手指PWM控制模型，然后基于該模型設計了單手指位置控制器，并將控制器用于單手指位置控制試驗，試驗結(jié)果表明所設計的控制器在仿真控制和實時控制時具有幾乎相同的控制效果。為了驗證平臺在復雜控制中的有效性，本文提出并