基于視覺的PUMA560機械臂控制系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、機器人技術(shù)經(jīng)過長期的發(fā)展歷程，目前已成為一個跨學(xué)科的研究領(lǐng)域。同時隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機器人應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，為了適應(yīng)不同環(huán)境下對機器人操作技術(shù)的要求，人們將各種傳感器，如觸覺、力覺、視覺等傳感器應(yīng)用于機器人控制系統(tǒng)中，以提高機器人的智能性和適應(yīng)性。其中視覺伺服是目前機器人控制領(lǐng)域中最熱門的研究領(lǐng)域之一。
　　本文是基于視覺的PUMA560機械臂控制系統(tǒng)研究，主要目的是給機械臂設(shè)計一個開放式的、通用的、具備一定拓展性的控制系統(tǒng)。

2、
　　本文主要工作分為四個部分：原有控制系統(tǒng)的改造，視覺子系統(tǒng)的設(shè)計，關(guān)節(jié)伺服系統(tǒng)的設(shè)計以及視覺控制器的設(shè)計。其中，原控制系統(tǒng)的改造主要是隔離原控制系統(tǒng)的控制信號、抱閘信號并提取、調(diào)整其反饋信號，為課題設(shè)計新控制系統(tǒng)做準備。視覺子系統(tǒng)的設(shè)計是基于BF533 DSP圖像采集及處理過程，主要包括目標圖像的采集、圖像信息的濾波去噪、灰度化、二值化、邊緣檢測以及特征點的提取。關(guān)節(jié)伺服系統(tǒng)的設(shè)計是基于MATLAB/RTW的半實物仿真過程，其

3、控制結(jié)構(gòu)是采用位置、速率雙閉環(huán)結(jié)構(gòu)，控制方式采用傳統(tǒng)PID方式，MATLAB/RTW中的控制器與計算機外的機械臂本體通過PCI-1711數(shù)據(jù)采集卡實現(xiàn)信息傳輸。整個關(guān)節(jié)伺服系統(tǒng)主要設(shè)計工作包括功率放大驅(qū)動電路設(shè)計以及雙閉環(huán)控制器設(shè)計。視覺控制器是通過BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的，其主要作用是實現(xiàn)視覺子系統(tǒng)與關(guān)節(jié)伺服系統(tǒng)的數(shù)據(jù)連通。視覺子系統(tǒng)計算得到的目標物體特征點作為視覺控制器的輸入，通過視覺控制器的處理輸出關(guān)節(jié)伺服系統(tǒng)的位置控制信號，關(guān)節(jié)伺服系