针对主从式机器人系统的多轴运动控制器的研究

来源 :南开大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zzm0901
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
多轴运动控制器是复杂运动控制系统的核心部件。在由嵌入式技术构造的运动控制系统中,运动控制器通过标准协议(USB2.0,RS232等)与上位机进行数据交互,以实现系统的监控和状态设置。另一方面,运动控制器与执行部件之间的电气接口保证了系统控制信息到执行部件的传递。本文在国家863计划资助课题“腹腔微创手术机器人系统”的研究背景下,系统的开发了较为通用的多轴运动控制器。对于该自主研发的运动控制器,针对其硬件、软件架构,主要完成了如下内容:   ⑴分析了通用型运动控制器的功能需求,在此基础上,把握了微电子信息技术、工业自动化技术在近几年的发展趋势,采用了DSP+FPGA的架构设计了多轴运动控制器,并在控制器集成了通讯端口、模型计算、电机闭环控制、执行机构接口连接等必需的运动控制模块。   ⑵设计并实现了用于数据传输的通讯端口。在分析了软件实现通讯任务的缺点后,采用Verilog-HDL语言设计了通讯端口的时序硬件电路模块,在FPGA中完成了控制器通讯任务,提高了总线利用效率并减轻了DSP的程序负担。   ⑶研究了运动控制器与直流电机的驱动接口。设计了模拟、数字信号接口电路,其中模拟接口电路完成了模拟电压的放大、调整和滤波,数字信号接口电路可以完成输入信号的整形、隔离、缓冲,从而实现了运动控制器与驱动器接口的电平匹配和安全保护。   ⑷完成了多轴运动控制器在“腹腔微创手术机器人系统”中的应用实验。首先提出串行驱动接口的方案,解决了控制器与驱动器接线复杂的问题;其次,以一个主操作手和一个图像臂为被控对象,利用运动控制器实现了控制频率为1KHZ的主从跟随控制,满足系统的要求;最后,针对多操作臂的机器人系统,设计了模式切换电路,由于切换代码唯一,安全性和稳定性高。
其他文献
粒子群优化算法(PSO)是近年来被广为关注和研究的一种群体智能优化算法,源于对鸟群觅食行为规律的模拟。PSO算法具有编程简洁易行、调整参数少、收敛速度快和通用性强等优点,
期刊
请下载后查看,本文暂不支持在线获取查看简介。 Please download to view, this article does not support online access to view profile.
利用Lyapunov泛函方法研究了具有时滞和扩散的m斑块n种群合作系统的渐近性,得到了系统持续生存和全局渐近稳定的充分条件.
期刊
本文详细分析了单相相位和幅值可控电压调节器(voltage regulator withcontrollable phase and amplitude,VRCPA)的工作原理与控制策略。该调节器能够分别独立、连续地调节输出电压的相位和幅值。本文重点探讨VRCPA输出电压相位及幅值与前后两级占空比各控制参数的优化关系,并以TMS320F2812为主要核心控制芯片,设计了相位闭环调节的控制系统。首先
期刊
期刊
一份报纸扎根于滋养她的土壤,从诞生到成长,始终肩负着一种责任:与这座城市共同成长,推动这座城市不断向美好的未来进发。泉州身处海峡西岸经济区战略要地,民营经济活跃,以25
龚遂是西汉时期著名的“循吏”,即现在人们所说的“清官”、“能官”,为人忠厚,刚强果断,直言敢谏,官员们没有不敬畏的。汉宣帝即位不久,渤海郡发生灾荒,饥民们无法生存,纷纷