PR機(jī)器人控制器的研制.pdf

1、隨著控制科學(xué)的飛速發(fā)展,有關(guān)機(jī)器人先進(jìn)控制技術(shù)與控制方法的研究也在近些年內(nèi)不斷興起.設(shè)計(jì)完善的機(jī)器人系統(tǒng),涵蓋了機(jī)器人幾何建模、操作臂運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)研究、最優(yōu)軌跡規(guī)劃算法的研究、機(jī)器人先進(jìn)控制器的設(shè)計(jì)、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(lǐng)域的相關(guān)技術(shù).本文系統(tǒng)地介紹了與機(jī)器人控制相關(guān)的基本理論、四關(guān)節(jié)PR機(jī)器人控制系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)、控制軟件開發(fā)及應(yīng)用的技術(shù)要點(diǎn)和實(shí)現(xiàn)方法.與傳統(tǒng)的機(jī)器人設(shè)計(jì)不同的是,該P(yáng)R機(jī)器人系統(tǒng)

2、采用了全數(shù)字位置伺服控制技術(shù),在保證控制系統(tǒng)高可靠性的同時(shí),大大提高了系統(tǒng)的控制精度.本機(jī)器人控制系統(tǒng)采用了三級(jí)CPU控制的體系結(jié)構(gòu):第一級(jí)為上位計(jì)算機(jī),實(shí)現(xiàn)機(jī)器人系統(tǒng)管理與協(xié)調(diào)控制、人機(jī)交互、以及機(jī)器人逆運(yùn)動(dòng)學(xué)和實(shí)時(shí)軌跡規(guī)劃等先進(jìn)算法運(yùn)算的功能;第二級(jí)為高性能DSP處理器,實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)空間中機(jī)器人各關(guān)節(jié)的軌跡精細(xì)插補(bǔ)控制,以及控制機(jī)器人進(jìn)行示教、回零等操作;第三級(jí)為交流驅(qū)動(dòng)器處理器,實(shí)現(xiàn)伺服電機(jī)的精確的三閉環(huán)誤差驅(qū)動(dòng)控制和電機(jī)的故障診斷及

3、自動(dòng)保護(hù)的功能.上位計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的指令給定速率與下位機(jī)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(shí)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(yùn)算性能,提高伺服回路的控制精度和動(dòng)態(tài)性能,又可以使上位計(jì)算機(jī)進(jìn)行更多復(fù)雜的機(jī)器人控制算法的運(yùn)算.通過對(duì)系統(tǒng)反復(fù)的硬件、軟件調(diào)試以及實(shí)驗(yàn)作業(yè)演示,結(jié)果表明,該四關(guān)節(jié)PR型機(jī)器人系統(tǒng)控制的實(shí)時(shí)性好、定位精度高、運(yùn)行穩(wěn)定可靠.本文介紹的基于先進(jìn)數(shù)字位置控制技術(shù)設(shè)計(jì)的機(jī)器人控制系統(tǒng)將會(huì)