PR機(jī)器人控制器的研制.pdf

1、隨著控制科學(xué)的飛速發(fā)展,有關(guān)機(jī)器人先進(jìn)控制技術(shù)與控制方法的研究也在近些年內(nèi)不斷興起.設(shè)計完善的機(jī)器人系統(tǒng),涵蓋了機(jī)器人幾何建模、操作臂運(yùn)動學(xué)與動力學(xué)研究、最優(yōu)軌跡規(guī)劃算法的研究、機(jī)器人先進(jìn)控制器的設(shè)計、系統(tǒng)的非線性和魯棒性,以及各種智能控制算法的研究等許多控制領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù).本文系統(tǒng)地介紹了與機(jī)器人控制相關(guān)的基本理論、四關(guān)節(jié)PR機(jī)器人控制系統(tǒng)硬件的設(shè)計、控制軟件開發(fā)及應(yīng)用的技術(shù)要點(diǎn)和實現(xiàn)方法.與傳統(tǒng)的機(jī)器人設(shè)計不同的是,該P(yáng)R機(jī)器人系統(tǒng)

2、采用了全數(shù)字位置伺服控制技術(shù),在保證控制系統(tǒng)高可靠性的同時,大大提高了系統(tǒng)的控制精度.本機(jī)器人控制系統(tǒng)采用了三級CPU控制的體系結(jié)構(gòu):第一級為上位計算機(jī),實現(xiàn)機(jī)器人系統(tǒng)管理與協(xié)調(diào)控制、人機(jī)交互、以及機(jī)器人逆運(yùn)動學(xué)和實時軌跡規(guī)劃等先進(jìn)算法運(yùn)算的功能;第二級為高性能DSP處理器,實現(xiàn)關(guān)節(jié)空間中機(jī)器人各關(guān)節(jié)的軌跡精細(xì)插補(bǔ)控制,以及控制機(jī)器人進(jìn)行示教、回零等操作;第三級為交流驅(qū)動器處理器,實現(xiàn)伺服電機(jī)的精確的三閉環(huán)誤差驅(qū)動控制和電機(jī)的故障診斷及

3、自動保護(hù)的功能.上位計算機(jī)系統(tǒng)的指令給定速率與下位機(jī)系統(tǒng)的伺服控制頻率不同,使得上位系統(tǒng)與下位系統(tǒng)可以實現(xiàn)雙速率控制,這樣就既可以充分發(fā)揮下位DSP控制器的高速運(yùn)算性能,提高伺服回路的控制精度和動態(tài)性能,又可以使上位計算機(jī)進(jìn)行更多復(fù)雜的機(jī)器人控制算法的運(yùn)算.通過對系統(tǒng)反復(fù)的硬件、軟件調(diào)試以及實驗作業(yè)演示,結(jié)果表明,該四關(guān)節(jié)PR型機(jī)器人系統(tǒng)控制的實時性好、定位精度高、運(yùn)行穩(wěn)定可靠.本文介紹的基于先進(jìn)數(shù)字位置控制技術(shù)設(shè)計的機(jī)器人控制系統(tǒng)將會