仿人機器人多控制器通信系統(tǒng)的研究.pdf

1、仿人機器人一直是機器人領域研究的熱點，代表了機電一體化的最高成就。機器人通信系統(tǒng)是機器人運行的基礎，隨著仿人機器人的快速發(fā)展，機器人的移動性、靈活性也要求越來越高，因此，對仿人機器人通信系統(tǒng)的研究具有重要的實際意義。本文課題旨在研究單體仿人機器人多控制器間的通信，保障多關節(jié)協(xié)調(diào)的一致性。
　　 首先，論文從研究仿人機器人的結構特點出發(fā)，將仿人機器人多控制器等效成多智能體，詳細論述了多智能體系統(tǒng)的通信模型及其通信方式。在分析仿人機

2、器人通信系統(tǒng)的構成及其通信要求的基礎上，提出基于CAN總線的C/S模型的多控制器通信系統(tǒng)，并突出強調(diào)CAN總線的實時性研究問題。理論分析靜態(tài)優(yōu)先級調(diào)度算法和動態(tài)優(yōu)先級調(diào)度算法優(yōu)缺點的后，根據(jù)CAN總線協(xié)議和仿人機器人通信特點，采用以基本CAN協(xié)議即固定優(yōu)先級算法為基礎，融合動態(tài)優(yōu)先級調(diào)度算法的混合式調(diào)度算法，提高CAN總線通信系統(tǒng)的實時性，為后續(xù)仿真工作奠定理論基礎。
　　 其次，運用有限狀態(tài)機理論，在Simulink/Stat

3、eflow環(huán)境中搭建多控制器的CAN總線通信協(xié)議的仿真模型，包括總線模型、節(jié)點模型以及仲裁函數(shù)。并針對不同的調(diào)度算法建立不同的仿真模型，通過調(diào)整各節(jié)點的發(fā)送周期，獲得不同的網(wǎng)絡負載，通過對比分析不同網(wǎng)絡負載情況下節(jié)點的發(fā)送成功率，驗證了混合調(diào)度算法的可行性，并獲得CAN網(wǎng)絡傳輸數(shù)據(jù)的成功率等性能指標。
　　 最后，設計四個CAN節(jié)點組成的CAN總線通信的硬件實驗平臺，包括CAN控制部分、CAN收發(fā)部分以及CAN轉(zhuǎn)USB接口部分。