基于QNX的七自由度機(jī)械臂控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，作為機(jī)器人的一個(gè)分支，機(jī)械臂控制技術(shù)的研究越來(lái)越成為機(jī)器人技術(shù)的研究熱點(diǎn)。為了完成對(duì)遠(yuǎn)端機(jī)械臂的操作控制任務(wù)，本文設(shè)計(jì)了一種基于QNX的七自由度機(jī)械臂控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有視覺(jué)和力覺(jué)反饋功能，操作者可通過(guò)反饋信號(hào)進(jìn)行機(jī)械臂的遙操作控制完成指定任務(wù)。本課題的研究?jī)?nèi)容來(lái)自國(guó)家。
　　本文以QNX系統(tǒng)為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，以C語(yǔ)言為開(kāi)發(fā)工具，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了七自由度機(jī)械臂控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)不僅滿足機(jī)械臂的控制需求，而且具有廣泛的通用

2、性，改變控制對(duì)象后只需經(jīng)過(guò)少量改造就可滿足新的控制要求。
　　本文從機(jī)械臂建模、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)和系統(tǒng)控制軟件設(shè)計(jì)三個(gè)方面研究了七自由度機(jī)械臂控制系統(tǒng)，取得的主要成果如下：
　　首先，建立了機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，研究了一種基于位置的機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解算法，使用關(guān)節(jié)變化量的和為性能指標(biāo)，通過(guò)極小化性能指標(biāo)搜索最優(yōu)解。仿真實(shí)驗(yàn)表明該算法計(jì)算快速，解算精度高，滿足系統(tǒng)實(shí)時(shí)性要求。
　　其次，研究了控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)方案，在系統(tǒng)的控制

3、方式和開(kāi)發(fā)目標(biāo)的基礎(chǔ)上，闡述了系統(tǒng)的硬件總體設(shè)計(jì)思想，詳細(xì)分析了系統(tǒng)各硬件部分的功能和實(shí)現(xiàn)方式，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的通訊網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，根據(jù)通訊需求確定了各網(wǎng)絡(luò)的工作方式，最后針對(duì)力反饋控制問(wèn)題，設(shè)計(jì)一種帶有重力補(bǔ)償?shù)牧Ψ答仚C(jī)械臂控制方案。
　　最后，研究了控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)方案，在介紹了QNX系統(tǒng)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，闡述了控制系統(tǒng)軟件的總體設(shè)計(jì)方案，開(kāi)發(fā)了PCI總線設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序和通訊網(wǎng)絡(luò)程序。然后在分析QNX系統(tǒng)多線程處理特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了控制系