PR機器人控制器的研制.pdf

1、隨著控制科學的飛速發(fā)展,有關機器人先進控制技術與控制方法的研究也在近些年內(nèi)不斷興起.設計完善的機器人系統(tǒng),涵蓋了機器人幾何建模、操作臂運動學與動力學研究、最優(yōu)軌跡規(guī)劃算法的研究、機器人先進控制器的設計、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域的相關技術.本文系統(tǒng)地介紹了與機器人控制相關的基本理論、四關節(jié)PR機器人控制系統(tǒng)硬件的設計、控制軟件開發(fā)及應用的技術要點和實現(xiàn)方法.與傳統(tǒng)的機器人設計不同的是,該PR機器人系統(tǒng)

2、采用了全數(shù)字位置伺服控制技術,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,實現(xiàn)機器人系統(tǒng)管理與協(xié)調(diào)控制、人機交互、以及機器人逆運動學和實時軌跡規(guī)劃等先進算法運算的功能;第二級為高性能DSP處理器,實現(xiàn)關節(jié)空間中機器人各關節(jié)的軌跡精細插補控制,以及控制機器人進行示教、回零等操作;第三級為交流驅(qū)動器處理器,實現(xiàn)伺服電機的精確的三閉環(huán)誤差驅(qū)動控制和電機的故障診斷及

3、自動保護的功能.上位計算機系統(tǒng)的指令給定速率與下位機系統(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進行更多復雜的機器人控制算法的運算.通過對系統(tǒng)反復的硬件、軟件調(diào)試以及實驗作業(yè)演示,結(jié)果表明,該四關節(jié)PR型機器人系統(tǒng)控制的實時性好、定位精度高、運行穩(wěn)定可靠.本文介紹的基于先進數(shù)字位置控制技術設計的機器人控制系統(tǒng)將會