六足機器人運動控制器設計.pdf

1、針對前期六足機器人運動控制器表現(xiàn)出的一些問題，如通信速率過慢，數(shù)據(jù)采集周期較長，導致主控周期長達50ms；并且系統(tǒng)可靠性較差，通信故障頻繁，抗干擾能力差，容錯能力差等，無法滿足惡劣環(huán)境下的應用，本文重新設計運動控制器，以滿足新的設計指標。
　　為解決原運動控制器無法應用于惡劣環(huán)境以及處理性能不足，設計中采用高性能的PowerPC處理器。為改善通信速率過慢并且通信可靠性較差問題，設計了基于冗余總線的通信模塊，并且選擇通信速率較高的S

2、JA1000作為 CAN控制器。同時為了提高系統(tǒng)的容錯性能，除了采用冗余的通信總線之外，采取對運動控制器實現(xiàn)冗余，選擇了雙機熱備份作為冗余的方式，單個運動控制器故障時，不會影響整個六足機器人系統(tǒng)的正常工作，從而進一步提高了系統(tǒng)的可靠性。為了縮短主控周期時間，除了提高通信速率之外，在軟件上基于多任務并發(fā)調(diào)度，重新劃分任務職責，優(yōu)化任務內(nèi)部結構，充分發(fā)揮嵌入式實時操作系統(tǒng)的多任務調(diào)度能力。
　　本文先對六足機器人運動控制器進行詳細的需

3、求分析，并結合預計的指標，提出運動控制器總體設計方案。設計方案包括各個通信模塊的實現(xiàn)方案以及各個硬件的選型，并提出了雙冗余總線以及雙冗余的運動控制器設計。然后分別給出雙冗余總線和雙冗余運動控制器的詳細設計，包括實現(xiàn)原理以及具體實現(xiàn)方法。最后，重新設計基于PowerPC平臺下的應用層任務，并對設計的運動控制器的進行測試。
　　設計的運動控制器在通信速率、系統(tǒng)可靠性以及容錯性能較原系統(tǒng)中的運動控制器具有顯著的優(yōu)勢，基本達到了預定的設計