【摘 要】
:
随着工业技术向自动化方向不断的发展,工控任务变得日益复杂。在工业控制领域中尤其是有着超冗余自由度的连续体机器人对控制系统提出了通信速度快、控制精度高、抗干扰能力强等要求。这使得传统总线式的控制方式已经无法满足其要求,同时随着网络化的发展,PC+工业以太网的控制模式开始兴起,而工业以太网中的Ether CAT以高实时性、高稳定性等特点在机器人领域得到了广泛的应用。(1)本文首先对Ether CAT进
论文部分内容阅读
随着工业技术向自动化方向不断的发展,工控任务变得日益复杂。在工业控制领域中尤其是有着超冗余自由度的连续体机器人对控制系统提出了通信速度快、控制精度高、抗干扰能力强等要求。这使得传统总线式的控制方式已经无法满足其要求,同时随着网络化的发展,PC+工业以太网的控制模式开始兴起,而工业以太网中的Ether CAT以高实时性、高稳定性等特点在机器人领域得到了广泛的应用。(1)本文首先对Ether CAT进行介绍,在现有的连续体机器人平台上,使用一主多从的网络结构模式,提出了基于Ether CAT的连续体机器人控制系统方案。控制系统分为硬件和软件两个部分:主站硬件使用通常的PC机,从站硬件则是采用了基于AX58100和STM32F407芯片的多轴运动控制板,设计了从站控制板的PDI接口、通信网口、电机控制等模块。其中AX58100在控制系统中负责接收主站的控制指令以及向主站返回采集的数据,STM32F407负责步进电机的控制和编码器数据的采集;(2)主站软件上是在Linux操作系统上移植支持Ether CAT的开源主站协议栈SOEM,同时为了提高控制系统的实时性,安装了实时性更高的Xenomai内核,并根据连续体机器人的需求设计了主站用户层程序。由于使用的步进减速电机不支持伺服协议,所以需要针对步进电机的控制需求和从站设备配置编写相应的设备描述文件。同时在通信的应用层上使用Co E协议,建立了主从站之间的非周期性数据通信和周期性数据通信,完成了控制系统的软件设计;(3)最后将搭建好的控制系统应用到现有的连续体机器人平台上,先对搭建的主站分别在用户模式、内核模式以及定时器中断三个模式下进行了调度延迟测试,统计数据表明搭建的主站具有较低的任务调度延迟。在控制系统通信时通过wireshark软件抓取Ether CAT数据帧,并使用示波器对两个从站的中断引脚信号进行了测量,测量数据表明控制系统通信时具有良好的实时性与稳定性以及较低的同步性误差,能够满足连续体机器人的控制需求。然后又根据连续体机器人的控制需求设计了控制程序,同时加入了连续体机器人从关节空间到驱动空间的逆运动学模型和PID控制算法,并进行了运动控制实验,实验结果验证了本文设计的控制系统对于连续体机器人能较好的完成运动控制功能。
其他文献
柑橘溃疡病是一种世界性的病害,植株受害后落叶、落果、树势衰弱,农业上主要以栽培防治和化学防治为主。但长期施用化学药剂对环境造成十分严重的破坏,甚至危害人体健康,解决化学防治污染问题已经刻不容缓。本研究采用生物防治和化学防治结合的方式对柑橘溃疡病进行防治,在有效防治柑橘溃疡病的同时,减少防治药剂施用量,保证柑橘类产品的质量安全,降低防治药剂对环境的污染。从柑橘溃疡病叶上分离出致病菌,确定病原菌为柑橘
随着我国社会的不断进步,中国的文化产业也得到了蓬勃的发展,大众的消费需求逐渐偏向了精神消费方面,文创产品受到了人们的广泛关注。文创可以承担向大众传播文化的角色,增添品牌的文化内涵和内在价值。蔚县剪纸是中国的非物质文化遗产之一,通过现代的设计手法将蔚县剪纸的文化底蕴进行传达,在传统文化传承的同时赋予其新的活力。故事是品牌文创的一种呈现方式,一个个耳熟能详的故事能够创造无形的情感寄托,本文以文创品牌叙
有权力的地方就有腐败,绝对的权力导致绝对的腐败。腐败治理是一个历史性问题,更是一个现实性难题和世界性难题。分权制衡、依法治国等制度设计被认为是腐败治理的有效工具。随着对腐败原因的深入探析,透明与问责作为新的治理手段得到国际组织和世界各国的高度认可。理论上,“信息越透明,政府越清廉”这一理论得到众多学者的认可和支持,但是,两者关系的实证研究却结论不一。本文立足于中国独特的预算问责实践,对财政透明度与
主题博物馆展陈空间是地方物质文化与精神文化的重要载体。人们日渐增长的精神文化需求对主题博物馆展陈空间设计提出了更高的要求,国家对地域文化的政策扶持,则为此提供了契机。探索主题博物馆展陈空间的地域性表达方法,有助于超越展陈空间单纯的功能与审美形式,丰富空间多层次的文化内涵。文章主要通过四个部分来对主题博物馆展陈空间的地域性表达进行研究,首先明确地域性表达对主题博物馆展陈空间的重要作用并对地域性设计的
综合能源系统涵盖电、气、热、冷等多种形式的能量,可以通过不同的耦合设备实现能量间的转换,有效的提升能源利用率,是未来能源系统发展的方向。随着能源互联、分布式发电、储能等技术日益成熟,不同能源之间的耦合互联会愈加紧密,对多能耦合系统进行整体化研究显得尤为重要。本文基于综合能源系统的耦合互联特性,聚焦于系统的用能侧的负荷预测和供能侧的设备调度优化,分别对“荷”端的负荷预测模型和“源”端的优化调度策略进
煤矸石作为我国排放量最大的工业固废之一,将其应用于水泥基材料是煤矸石资源化利用的有效途径。试验通过X射线衍射分析(XRD)、热重-差示分析(TG-DSC)和水泥胶砂强度试验(ISO)确定出张家口宣化矿原状煤矸石的最佳活化温度,后将最佳温度活化的煤矸石粉(CGP)作为掺合料与煤矸石粗骨料复掺形成煤矸石粗骨料混凝土。试验选取不同活化煤矸石粉掺量、不同煤矸石粗骨料(CGA)取代率为变量,对煤矸石混凝土进
目的:本研究旨在探索不同浓度镁离子补充对5/6肾切除大鼠慢性肾脏病矿物质及骨异常(chronic kidney disease-mineral and bone disorder,CKD-MBD)的影响,为延缓慢性肾脏病(chronic kidney disease,CKD)进展及治疗其并发症提供理论基础。方法:选取SD大鼠,将大鼠随机分为对照组、模型组、给药组(低、中、高浓度镁组)共5组,每组1
农村小学教师是振兴乡村基础教育的践行者,是营造良性教育生态的推动者,更是育学生生命成长的引领者,而教师职业精神是农村教师坚守育人职业的内在动力、维护教师生命价值的源泉、执念教师灵魂的精神支撑,因此培育农村小学教师职业精神具有现实意义与价值。本文从教育实然视域切入,以泰安市X县农村小学教师为研究对象,走到教师工作与生活的现场中,以来探寻教师职业精神发展的现状。首先,运用文献研究法审视了国内与国外的教
“双碳”目标可带来环境质量改善和能源产业发展的多重效应。为实现“双碳”目标,一方面积极开发可再生能源(如风能、太阳能及氢能等)的电化学储能器件,从前端减少化石燃料能源消耗造成的CO2排放。另一方面对CO2有效实施捕获和电催化转化,从后端降低碳循环中CO2含量。锂硫电池和电催化CO2还原分别是前端和后端策略中重要的电化学转化技术。探究高效稳定的硫还原和CO2还原电催化剂,明确电催化机理和构效关系规律
随着社会经济的发展,未成年人的合法权益越来越受到社会各界的关注,保障未成年人在家事审判中的合法权益至关重要。目前在我国的司法实践中,家事审判适用普通的民事诉讼审理模式,而此种模式以成年人为适用主体,对未成年人的合法权益欠缺全面完整的保护。部分国家和地区设立专门的家事法院,制定专门的家事审判程序,在家事审判中实现未成年人利益最大化。我国在刑事司法领域制定了特别程序,对未成年人予以特殊对待,保护未成年