模塊化機器人運動控制系統(tǒng)的研究與設計.pdf

1、隨著科技的發(fā)展，機器人技術在各個行業(yè)得到了日益廣泛的應用，控制器作為機器人的核心組成部分是影響其性能的關鍵部分之一。本文介紹了機器人的定義、組成及應用，闡述了機器人技術的國內外研究現狀，針對目前機器人控制器的特點與存在的問題，提出了建立具有開放式結構的模塊化機器人控制系統(tǒng)，并詳細分析了實現該控制系統(tǒng)所涉及的關鍵技術。 1.建立了基于D-H表示法的模塊化機器人正、逆運動學模型，推導了基于代數法的逆運動學方程的求解過程，并針對其無解

2、或多解的情況，分析了其可行解和最優(yōu)解。 2.分析了三次均勻B樣條曲線的構造原理和特點，設計了基于B樣條曲線的模塊化機器人關節(jié)空間軌跡規(guī)劃算法，給出了基于笛卡爾空間坐標系的模塊化機器人軌跡規(guī)劃算法，比較了笛卡爾空間與關節(jié)空間軌跡規(guī)劃的優(yōu)缺點。 3.介紹了基于動態(tài)隸屬函數的變論域模糊控制算法，為了滿足機器人運動控制精確性、實時性以及自適應性的要求，引入了對機器人運動趨勢的分析，提出了運動趨勢分析型論域自調整的模糊控制算法。

3、 4.設計了三級多CPU結構的模塊化機器人控制系統(tǒng)。第一級為上位計算機，實現機器人系統(tǒng)管理、協調控制以及人機交互；第二級為區(qū)域控制器，主要由DSP(TMS320LF2812)模塊、以太網模塊、CAN總線模塊以及電源模塊組成，實現機器人正逆運動學求解、軌跡規(guī)劃以及與上位機、下位機的通訊；第三級為智能模塊，主要由DSP(TMS320LF2407)模塊、驅動模塊、CAN總線模塊、傳感模塊以及電源模塊組成，實現對機器人的運動控制、驅動以及