四自由度機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、當(dāng)今社會(huì)機(jī)器人制造技術(shù)發(fā)展日新月異,匯集了微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、程序設(shè)計(jì)、機(jī)械制造工程、人工智能設(shè)計(jì)、自動(dòng)控制理論、仿生學(xué)等學(xué)科的最新成果。本論文針對(duì)機(jī)器人技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì),根據(jù)當(dāng)前機(jī)器人控制系統(tǒng)所存在的問(wèn)題和課題研究的要求,提出了基于PCI總線的DSP、CPLD和步進(jìn)電機(jī)的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。本文設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)由上位機(jī)—下位機(jī)兩級(jí)系統(tǒng)控制實(shí)現(xiàn),CPU將控制信號(hào)傳到次級(jí)控制器,然后由次級(jí)控制器控制電機(jī)按照要求的速度和角度運(yùn)動(dòng),從而

2、實(shí)現(xiàn)機(jī)器人手臂在空間中的運(yùn)動(dòng)。整個(gè)控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下,首先將機(jī)器人初始位置與終止位置坐標(biāo)矩陣輸入CPU中,進(jìn)行逆解運(yùn)算,CPU計(jì)算得出每個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)角度,將該角度信號(hào)通過(guò)PCI總線接口芯片PCI9052傳入CPLD中,CPLD提供片選信號(hào),再將角度信號(hào)傳到相應(yīng)的DSP中,由DSP將角度信號(hào)轉(zhuǎn)換為方向信號(hào)和脈沖信號(hào)。方向信號(hào)控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向,脈沖信號(hào)的頻率控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度,脈沖信號(hào)的寬度控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。這樣就實(shí)現(xiàn)了

3、對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制,最終實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人手臂運(yùn)動(dòng)的控制。本文完成了以下工作:
　　(1)DSP通過(guò)PCI總線可以與PC機(jī)進(jìn)行通訊;
　　(2)由PCI接口芯片PCI9052設(shè)計(jì)PCI總線接口電路,并且具有內(nèi)部中斷和外部中斷處理功能;
　　(3)選用Altera公司的CPLD(MAX3000A),設(shè)計(jì)信號(hào)輸入輸出電路,并且使電路具有片選控制功能;
　　(4)選用TI公司的TMS320LF2807A,作為DSP運(yùn)動(dòng)控制器,