六自由度機(jī)械臂分布式控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，機(jī)器人的應(yīng)用越來越普及，已逐漸滲透到工業(yè)生產(chǎn)和制造，日常生活及教育娛樂等各個(gè)領(lǐng)域。機(jī)械臂是機(jī)器人最主要的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，具有時(shí)變、強(qiáng)耦合、非線性等特點(diǎn)。機(jī)械臂控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)問題不僅具有普遍的工程意義，還具有深入的理論意義。
　　本課題針對(duì)863計(jì)劃“仿人形機(jī)器人技術(shù)與系統(tǒng)”項(xiàng)目中的六自由度機(jī)械臂，提出了基于RS-485總線的分布式控制器的解決方案。系統(tǒng)利用PC機(jī)作為監(jiān)控主計(jì)算機(jī)，采用DSP實(shí)現(xiàn)各關(guān)節(jié)電機(jī)的

2、位置控制，設(shè)計(jì)了分布式控制系統(tǒng)的通訊協(xié)議，實(shí)現(xiàn)了對(duì)各個(gè)電機(jī)的監(jiān)控。采用Denavit-Hartenberg參數(shù)法建立了機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，推導(dǎo)出逆運(yùn)動(dòng)學(xué)的解析表達(dá)式。分別設(shè)計(jì)了機(jī)械臂末端關(guān)節(jié)空間和笛卡爾空間的軌跡規(guī)劃算法。在關(guān)節(jié)控制器DSP上實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的位置和速度閉環(huán)控制，還對(duì)分布式控制系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，六自由度機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)學(xué)模型以及軌跡規(guī)劃算法正確、可靠，分布式控制系統(tǒng)通過RS-485總線能夠?qū)崟r(shí)控制各關(guān)節(jié)電