机器人技术作为一门综合性前沿学科,融合了机械、电子、计算机、信息处理、人工智能等领域的研究成果。随着机器人教育的不断深入,机器人已经成为理想的学习载体和创新实验平台。当前教育机器人的发展很不均衡,欧美、日本等国家技术比较先进,而国内教育机器人产品少、功能单一,特别是能应用到高校教学的产品更是寥寥无几。本文研究的教育机器人控制系统快速原型实验装置是一种可用于高校学生控制理论学习和实践的实验平台。该平台界面友好、操作简单、接口丰富、扩展性强,能快速建立仿真模型、编写控制算法,支持数据采集和参数在线调节,可自动编译生成实时代码并下载到DSP目标板,实现硬件在回路的仿真与控制。本文首先分析了目前国内外教育机器人发展和应用的现状,并对快速原型技术进行研究,指出现有教育机器人产品存在的问题和控制系统传统开发过程的不足,提出了教育机器人控制系统快速原型实验装置的总体结构和开发方案。本文根据总体方案设计并开发了教育机器人控制系统快速原型实验装置的硬件系统和软件系统。硬件方面,开发了底层控制子系统、通信子系统和驱动子系统；软件方面,对人机界面、Simulink快速原型子系统、底层软件子系统和接口子系统进行了开发。最后,本文对硬件系统和软件系统进行了联合控制实验,完成了数据采集、参数在线调节、系统模型在硬件回路的仿真与实时控制,实现了基本控制算法的快速原型化。