基于手臂機器人控制的遠程實驗系統(tǒng).pdf

1、實驗教學是大學教育中非常重要的一個環(huán)節(jié),但是傳統(tǒng)實驗教學存在著實驗安排不靈活,儀器維護困難等弊端.虛擬實驗室的誕生在很大程度上解決了傳統(tǒng)實驗教學中存在的問題,但是虛擬實驗以軟件來模擬實驗儀器,難以反映實驗的現(xiàn)場特性,與實際的硬件實驗仍然存有差距.針對當前實驗教學中存在的不足,本論文在探索遠程實驗教學發(fā)展的前提下,提出了一種將硬件實驗資源網(wǎng)絡化的解決方案,并根據(jù)此方案設計了一套面向控制類專業(yè)的基于手臂機器人控制的遠程實驗系統(tǒng),系統(tǒng)以手臂機

2、器人裝置作為實驗控制對象,采用基于B/S的設計模式,旨在使學生能夠直接通過Internet控制遠程實驗室的手臂機器人裝置,為學生提供一個基于硬件控制適用于控制理論教學和研究的網(wǎng)絡化實驗平臺.本文在提出整個遠程實驗系統(tǒng)構成的基礎上,詳細介紹了后臺控制子系統(tǒng)的設計和實現(xiàn).后臺控制子系統(tǒng)包括手臂機器人系統(tǒng)以及后臺控制服務器.手臂機器人系統(tǒng)是自行開發(fā)的擁有一階自由度的機器人實驗模型,它用一個金屬條模擬人的手臂在二維平面內轉動,屬于典型的二階隨動

3、系統(tǒng),硬件電路以PIC16C74A單片機作為下位機,實現(xiàn)和PC機的并行口通信及對手臂信號的采集和控制,能很好地滿足實時控制的要求.后臺控制服務器為整個遠程實驗系統(tǒng)提供后臺控制服務,一方面利用直接I/O讀取和多媒體定時器實現(xiàn)與單片機的高精度定時通信,另一方面基于TCP協(xié)議和Winsock編程接口實現(xiàn)了數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡上的傳輸,控制服務器軟件基于Visual C++的開發(fā)環(huán)境實現(xiàn),代碼效率高,實時性好.系統(tǒng)運行結果表明,用戶可以在Internet