隨著處理器計(jì)算能力的提高,機(jī)器人控制器能夠支持更多的功能,為控制器開發(fā)相應(yīng)的功能軟件,使工業(yè)機(jī)器人適應(yīng)不斷提高的任務(wù)復(fù)雜性和操作智能性,是國(guó)產(chǎn)機(jī)器人控制器的重要研究?jī)?nèi)容。本文圍繞國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人控制器的開發(fā),系統(tǒng)研究了通用型機(jī)器人控制器基本系統(tǒng)和典型擴(kuò)展功能軟件的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。論文首先綜述了工業(yè)機(jī)器人控制器相關(guān)技術(shù)及開發(fā)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,接著在分析了控制器性能需求和功能需求的基礎(chǔ)上,采用“IPC+實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)+實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)”的控制架構(gòu),搭建了“多核處理器+Linux/Xenomai”的軟硬件開發(fā)平臺(tái)。然后根據(jù)分層化、模塊化的設(shè)計(jì)原則,給出了基于總線的開放式控制器總體架構(gòu)設(shè)計(jì)和功能模塊劃分。結(jié)合機(jī)器人基本功能需求,詳細(xì)論述了軟PLC模塊、運(yùn)動(dòng)控制模塊、設(shè)備接口模塊和系統(tǒng)運(yùn)行管理模塊四個(gè)基本模塊的具體功能和軟件實(shí)現(xiàn),并在給出了模塊間的通信與同步機(jī)制的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)分析了控制器實(shí)時(shí)多任務(wù)間的協(xié)作調(diào)度關(guān)系;結(jié)合機(jī)器人智能化需求,詳細(xì)設(shè)計(jì)了負(fù)責(zé)傳感器數(shù)據(jù)采集的力/視覺(jué)傳感器接口任務(wù)和負(fù)責(zé)力覺(jué)信息、圖像信息到機(jī)器人控制信息轉(zhuǎn)化的力控計(jì)算任務(wù)、視覺(jué)處理任務(wù);針對(duì)未來(lái)雙機(jī)器人控制需求,詳細(xì)設(shè)計(jì)了負(fù)責(zé)軌跡規(guī)劃... 

【文章來(lái)源】：東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：96 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 工業(yè)機(jī)器人控制器關(guān)鍵技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國(guó)內(nèi)外機(jī)器人控制器架構(gòu)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國(guó)內(nèi)外機(jī)器人力控技術(shù)研究現(xiàn)狀
            1.2.2.1 機(jī)器人力感知技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
            1.2.2.2 力控策略研究現(xiàn)狀
        1.2.3 國(guó)內(nèi)外雙機(jī)器人控制技術(shù)研究現(xiàn)狀
    1.3 論文研究?jī)?nèi)容及意義
    1.4 論文組織結(jié)構(gòu)
第二章 控制器需求分析與總體設(shè)計(jì)
    2.1 工業(yè)機(jī)器人控制器需求分析
    2.2 工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
        2.2.1 處理器選擇
        2.2.2 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)選擇
        2.2.3 控制器系統(tǒng)軟件總體架構(gòu)
        2.2.4 控制器運(yùn)行系統(tǒng)功能模塊劃分
    2.3 控制器運(yùn)行系統(tǒng)分層設(shè)計(jì)
        2.3.1 運(yùn)行管理層
        2.3.2 核心控制層
        2.3.3 設(shè)備接口層
    2.4 本章小結(jié)
第三章 控制器基本功能模塊開發(fā)與多任務(wù)協(xié)作實(shí)現(xiàn)
    3.1 控制器基本功能模塊開發(fā)
        3.1.1 系統(tǒng)運(yùn)行管理模塊
            3.1.1.1 系統(tǒng)運(yùn)行管理任務(wù)
            3.1.1.2 系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)控任務(wù)
        3.1.2 軟PLC模塊
        3.1.3 運(yùn)動(dòng)控制模塊
            3.1.3.1 運(yùn)動(dòng)控制管理任務(wù)
            3.1.3.2 機(jī)器人語(yǔ)言解釋器任務(wù)
            3.1.3.3 插補(bǔ)運(yùn)算器任務(wù)
        3.1.4 設(shè)備接口模塊
            3.1.4.1 總線接口初始化任務(wù)
            3.1.4.2 總線接口任務(wù)
    3.2 實(shí)時(shí)多任務(wù)通信實(shí)現(xiàn)
        3.2.1 軟PLC進(jìn)程與運(yùn)動(dòng)控制進(jìn)程通信設(shè)計(jì)
        3.2.2 軟PLC進(jìn)程與設(shè)備接口進(jìn)程通信設(shè)計(jì)
        3.2.3 運(yùn)動(dòng)控制模塊與示教器的交互
    3.3 多任務(wù)優(yōu)先級(jí)分配及協(xié)作運(yùn)行調(diào)度
        3.3.1 實(shí)時(shí)多任務(wù)優(yōu)先級(jí)分配
        3.3.2 多任務(wù)調(diào)度運(yùn)行
    3.4 本章小結(jié)
第四章 控制器擴(kuò)展功能模塊設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)
    4.1 智能機(jī)器人控制系統(tǒng)搭建
        4.1.1 六維力傳感器選型
        4.1.2 相機(jī)及鏡頭選型
    4.2 力控與視覺(jué)控制模塊軟件開發(fā)
        4.2.1 力傳感器接口任務(wù)
            4.2.1.1 通信初始化
            4.2.1.2 力的坐標(biāo)變換
        4.2.2 力控計(jì)算任務(wù)
            4.2.2.1 傳感器補(bǔ)償算法
            4.2.2.2 工具坐標(biāo)系下的運(yùn)動(dòng)描述
            4.2.2.3 基于位置的阻抗控制算法實(shí)現(xiàn)
        4.2.3 視覺(jué)傳感器接口任務(wù)
        4.2.4 視覺(jué)處理任務(wù)
    4.3 雙機(jī)器人控制模塊擴(kuò)展
        4.3.1 雙機(jī)器人控制模塊軟件架構(gòu)
        4.3.2 插補(bǔ)運(yùn)算器任務(wù)
        4.3.3 雙機(jī)器人協(xié)調(diào)任務(wù)
        4.3.4 雙機(jī)器人軌跡規(guī)劃
            4.3.4.1 雙機(jī)器人基坐標(biāo)系標(biāo)定
            4.3.4.2 基于運(yùn)動(dòng)學(xué)約束的雙機(jī)器人軌跡規(guī)劃
    4.4 本章小結(jié)
第五章 控制器運(yùn)行系統(tǒng)功能測(cè)試
    5.1 控制器功能軟件測(cè)試平臺(tái)
    5.2 控制器任務(wù)模塊功能測(cè)試
        5.2.1 傳感器補(bǔ)償功能測(cè)試
        5.2.2 雙機(jī)器人基坐標(biāo)系標(biāo)定功能測(cè)試
    5.3 控制器功能軟件集成測(cè)試
        5.3.1 孔軸裝配系統(tǒng)硬件組成
        5.3.2 柔順孔軸裝配軟件開發(fā)
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文



本文編號(hào)：2982382