HIT/DLR Ⅱ靈巧手是機(jī)器人宇航員的末端執(zhí)行器,可以替代宇航員在非結(jié)構(gòu)化環(huán)境中執(zhí)行任務(wù)�，F(xiàn)有的HIT/DLR Ⅱ采用層次化的硬件結(jié)構(gòu),主控制器位于PCI板卡上,整個(gè)靈巧手系統(tǒng)比較龐大,控制器未能集成到靈巧手的機(jī)械結(jié)構(gòu)中。本項(xiàng)目在現(xiàn)有的HIT/DLR Ⅱ平臺下,進(jìn)一步簡化靈巧手硬件結(jié)構(gòu),將實(shí)時(shí)控制器集成到手掌上。在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了新的主機(jī)通訊接口,使用了Ether CAT協(xié)議,極大的提高了靈巧手的平臺移植性。首先設(shè)計(jì)了基于手掌的控制平臺硬件結(jié)構(gòu)。之前手掌電路板的FPGA無法滿足控制需求,新的手掌控制平臺采用了Cyclone V So C FPGA。并以So C FPGA為核心設(shè)計(jì)了電路板的DDR3內(nèi)存模塊、Ether CAT通訊模塊以及電源系統(tǒng)。另外,手掌電路板還保留了手指通訊的LVDS電路。設(shè)計(jì)了So C FPGA內(nèi)部電路,包括HPS以及PPSe Co通訊模塊。完成了手掌PCB的布局布線,并驗(yàn)證了DDR3模塊的信號完整性。然后完成了基于手掌控制平臺的軟件設(shè)計(jì)。分析了LAN9252從站專用芯片的硬件組成以及從站代碼的程序結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)了Ether CAT通訊的對象字典,并用SSC工具生成了... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景
    1.2 國際靈巧手研究綜述
        1.2.1 Schunk五指靈巧手
        1.2.2 Robonaut2靈巧手
        1.2.3 Shadow靈巧手
        1.2.4 HIT/DLR II靈巧手
        1.2.5 靈巧手綜述簡析
    1.3 柔順控制器綜述
        1.3.1 阻抗控制器
        1.3.2 變參考位置柔順控制器
        1.3.3 變阻抗柔順控制
    1.4 本課題主要研究內(nèi)容
第2章 基于手掌的控制平臺硬件設(shè)計(jì)
    2.1 引言
    2.2 硬件電路設(shè)計(jì)
        2.2.1 SoC FPGA引導(dǎo)啟動(dòng)
        2.2.2 ESC電路設(shè)計(jì)
        2.2.3 電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    2.3 FPGA內(nèi)部電路設(shè)計(jì)
    2.4 PCB布局布線
        2.4.1 PCB布局設(shè)計(jì)
        2.4.2 PCB布線
        2.4.3 DDR3布線仿真
    2.5 本章小結(jié)
第3章 基于手掌的實(shí)時(shí)控制器軟件設(shè)計(jì)
    3.1 引言
    3.2 EtherCAT從站程序設(shè)計(jì)
        3.2.1 EtherCAT從站控制器
        3.2.2 EtherCAT從站代碼
        3.2.3 從站代碼生成
    3.3 實(shí)時(shí)控制器設(shè)計(jì)
        3.3.1 SOC EDS套件
        3.3.2 實(shí)時(shí)控制程序設(shè)計(jì)
    3.4 控制平臺通訊實(shí)驗(yàn)
        3.4.1 實(shí)驗(yàn)平臺搭建
        3.4.2 EtherCAT主站通訊實(shí)驗(yàn)
        3.4.3 PPSeCo手指通訊實(shí)驗(yàn)
    3.5 本章小結(jié)
第4章 自適應(yīng)力控制器設(shè)計(jì)
    4.1 引言
    4.2 靈巧手阻抗控制器設(shè)計(jì)
        4.2.1 HIT/DLR II手單指運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)研究
        4.2.2 阻抗控制器設(shè)計(jì)
    4.3 靈巧手單指變剛度力控制器設(shè)計(jì)
    4.4 本章小結(jié)
第5章 變剛度力控制器的MATLAB仿真
    5.1 引言
    5.2 MATLAB仿真系統(tǒng)搭建
    5.3 變剛度柔順控制器仿真
        5.3.1 位置內(nèi)環(huán)仿真
        5.3.2 阻抗控制器仿真
        5.3.3 變剛度力控制器仿真
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝



本文編號：3154727