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在机器人的研究领域中，如何有效地提高机器人控制系统的控制性能始终是研究学者十分关注的一个重要内容。在分析了工业机器人的发展历程和机器人控制系统的研究现状后，本论文的主要目标是建立一个新型全数字的基于ATmage128和FPGA的机器人位置伺服控制系统的软、硬件平台，实现对五自由度教学机器人的精确控制。本论文分析了所研究的五自由度教学机器人的本体结构。在明确了实现机器人精确位置伺服控制的控制原理后，在分析对机器人控制系统的诸多可行性方案的基础上，确定采用了两级CPU控制体系结构：第一级CPU为上位计算机，它实现对机器人的系统管理、协调控制以及完成机器人实时轨迹规划等控制算法的运算；第二级CPU为高性能的ATmega128处理器，辅之以具有高速并行处理能力的FPGA芯片，实现了对机器人多个关节的高速并行驱动；采用串口实现上位计算机与下位控制器之间的数据通信，这样既保证了两者之间连接方便，又有效的提高了控制系统的通信速度和可靠性。机器人系统的软件设计包括两个部分：一是采用VC++实现的上位监控软件系统，它主要负责机器人实时轨迹规划等控制算法的运算，同时完成用户与机器人系统之间的信息交互；二是采用实时操作系统uC／OSⅡ实现的下位机控制程序，它主要负责接收上位监控系统的命令，实现对机器人的实时驱动，同时还能够实时的向上位监控系统机器人反馈的当前状态信息。研究开发出的五自由度教学机器人控制器具有控制实时性好、定位精度高、运行稳定可靠的特点，它允许用户通过上位控制计算机实现对机器人的各种设定作业的控制。