随着科学技术发展,机械臂在工业生产中已经取得广泛应用。作为一个时变、强耦合的非线性系统,机械臂控制系统是众多现代控制方法理论研究和工程实践的一个良好平台。本文主要针对四自由度机械臂控制问题,提出了基于CAN总线的机械臂网络化控制系统设计方案。系统首先利用嵌入式单板计算机作为主控计算机,采用DSP TMS320F2810设计实现集成传感器、执行器、控制器的智能化关节控制器,搭建了基于CAN总线的网络化控制体系结构。其次,针对机械臂多关节联动控制时,固定参数的传统PID控制鲁棒性不强的缺点,运用模糊神经网络理论,通过误差和误差变化量实现PID参数自整定调节;针对机械臂网络化控制系统中节点时钟不一致、多节点周期报文集中发送造成总线冲突及报文延时等问题,借鉴PTP时钟同步协议设计了一种基于主从时钟同步的网络通信调度算法,提出了一种主从时钟同步算法以及报文延时测量的实现方法,并在节点时钟一致的基础上运用变形的主从协调网络调度算法优化了CAN总线网络通信拥堵的问题。最后对机械臂控制系统进行了实验研究。实验结果表明:模糊神经网络PID控制算法使关节控制器在机械臂多关节联动控制中提高了鲁棒性,基于主从时钟同步的网络通信调度算法正确、可靠,机械臂控制系统CAN网络通信拥堵情况得到优化,整个基于CAN总线的机械臂网络化控制系统的可行性通过实验得到了验证。