模塊化機(jī)器人運(yùn)動控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計.pdf

1、隨著科技的發(fā)展，機(jī)器人技術(shù)在各個行業(yè)得到了日益廣泛的應(yīng)用，控制器作為機(jī)器人的核心組成部分是影響其性能的關(guān)鍵部分之一。本文介紹了機(jī)器人的定義、組成及應(yīng)用，闡述了機(jī)器人技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，針對目前機(jī)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(jié)構(gòu)的模塊化機(jī)器人控制系統(tǒng)，并詳細(xì)分析了實現(xiàn)該控制系統(tǒng)所涉及的關(guān)鍵技術(shù)。 1.建立了基于D-H表示法的模塊化機(jī)器人正、逆運(yùn)動學(xué)模型，推導(dǎo)了基于代數(shù)法的逆運(yùn)動學(xué)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(gòu)造原理和特點，設(shè)計了基于B樣條曲線的模塊化機(jī)器人關(guān)節(jié)空間軌跡規(guī)劃算法，給出了基于笛卡爾空間坐標(biāo)系的模塊化機(jī)器人軌跡規(guī)劃算法，比較了笛卡爾空間與關(guān)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(shù)的變論域模糊控制算法，為了滿足機(jī)器人運(yùn)動控制精確性、實時性以及自適應(yīng)性的要求，引入了對機(jī)器人運(yùn)動趨勢的分析，提出了運(yùn)動趨勢分析型論域自調(diào)整的模糊控制算法。

3、 4.設(shè)計了三級多CPU結(jié)構(gòu)的模塊化機(jī)器人控制系統(tǒng)。第一級為上位計算機(jī)，實現(xiàn)機(jī)器人系統(tǒng)管理、協(xié)調(diào)控制以及人機(jī)交互；第二級為區(qū)域控制器，主要由DSP(TMS320LF2812)模塊、以太網(wǎng)模塊、CAN總線模塊以及電源模塊組成，實現(xiàn)機(jī)器人正逆運(yùn)動學(xué)求解、軌跡規(guī)劃以及與上位機(jī)、下位機(jī)的通訊；第三級為智能模塊，主要由DSP(TMS320LF2407)模塊、驅(qū)動模塊、CAN總線模塊、傳感模塊以及電源模塊組成，實現(xiàn)對機(jī)器人的運(yùn)動控制、驅(qū)動以及