四关节机器人伺服控制系统的研制
随着计算机和微处理器技术的发展和广泛应用,机器人伺服控制技术也取得长足发展.本文首先阐述了机器人控制技术现状,并具体介绍了机器人控制实验室四关节机器人的系统组成、机械结构、控制器的结构,通过对三种系统设计方案的比较,最后确定采用一种能实现自动多轴协调运动和示教控制的模块化的三级多CPU结构的控制系统,伺服控制板和关节伺服驱动控制器(多CPU)组成机器人下级伺服控制系统(下位机),通用PC机为机器人上位控制计算机.伺服控制板以DSP(TMS320LF2407)为核心构建硬件电路,与丰富的下位机软件相结合,对机器人四个关节进行插补运算和伺服控制,通过异步串行通讯,实现上位机和下位机的双速率运行,以适应复杂的控制算法对计算速度与计算时间和机器人运动性能与精度对高伺服频率的不同要求.整个下位控制系统软件开发采用了开放式、模块化的设计方法,方便用户使用及功能扩展.本文主要分为三大部分:原理部分、设计部分和调试部分.原理部分介绍了机器人的基本结构、控制器的功能要求、关节运动参数、驱动控制器控制原理和方案的选择与分析.设计部分详细论述了系统的软硬件设计,包括伺服控制器的结构设计、硬件原理图设计、制板技巧、软件结构设计、流程分析与程序编制.调试部分概括说明了伺服控制器的软硬件调试方法,单轴、多轴运动及示教控制的调试过程、故障诊断与处理等,并给出了相关控制量的实测数据与曲线.运行结果表明,本课题的研制达到了机器人控制实验室建设的设计要求.
机器人;关节驱动器;伺服控制器;DSP2407芯片
中南大学
硕士
机械电子工程
周国荣
2004
中文
TP242
80
2005-07-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）