基于手臂機(jī)器人遠(yuǎn)程控制的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)現(xiàn).pdf

1、自動控制理論課程面向控制對象，強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)組成，強(qiáng)調(diào)從理論到實(shí)踐的特點(diǎn)使得該課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)成為相關(guān)專業(yè)教育中至關(guān)重要的一個環(huán)節(jié)。然而傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)驗(yàn)安排不靈活、儀器維護(hù)困難等弊端使得遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)教學(xué)成為一種新的發(fā)展趨勢。本論文根據(jù)遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)展趨勢和實(shí)際需要，提出一種將硬件實(shí)驗(yàn)資源網(wǎng)絡(luò)化的解決方案，通過設(shè)計和實(shí)現(xiàn)基于手臂機(jī)器人遠(yuǎn)程控制的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，為學(xué)生提供一個適用于控制理論教學(xué)和研究的網(wǎng)絡(luò)化實(shí)驗(yàn)平臺。 系統(tǒng)設(shè)計基于B/S

2、三層體系結(jié)構(gòu)和四層Intemet體系結(jié)構(gòu)相結(jié)合的開發(fā)模式。本文首先給出整個遠(yuǎn)程控制實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)的構(gòu)成，然后進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)控子系統(tǒng)(后臺控制端)和遠(yuǎn)程控制子系統(tǒng)軟件的設(shè)計和實(shí)現(xiàn)。在現(xiàn)場監(jiān)控子系統(tǒng)中，除具有傳統(tǒng)的速度反饋和PID控制算法外，還設(shè)計實(shí)現(xiàn)了極點(diǎn)配置、最優(yōu)跟蹤、積分分離等多種控制算法類型，在硬件控制接口電路設(shè)計中，以PICl6C74A單片機(jī)作為下位機(jī)，利用并行口與上位監(jiān)控機(jī)進(jìn)行實(shí)時通信，完成對手臂機(jī)器人的現(xiàn)場控制。為實(shí)現(xiàn)多用戶遠(yuǎn)程監(jiān)控

3、、仿真、保存實(shí)驗(yàn)記錄和查詢歷史實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等功能，遠(yuǎn)程控制子系統(tǒng)服務(wù)器端和客戶端設(shè)計采用了多線程、Java Applet和JDBC等開發(fā)技術(shù)，而且在服務(wù)器設(shè)計中利用FCFS(先來先服務(wù))算法解決了多用戶競爭訪問的沖突問題。在網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)計中，設(shè)計了一系列通信協(xié)議幀，并將各幀轉(zhuǎn)化成字符串形式傳輸，解決了通信中存在的數(shù)據(jù)移植問題?？刂贫撕头?wù)器端通信基于TCP/IP和HTTP協(xié)議，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)上的傳輸，從而實(shí)現(xiàn)手臂機(jī)器人的遠(yuǎn)程控制。