家庭服务机器人车体控制系统设计

家庭服务机器人控制系统研究的一个最重要的问题是如何实现车体的运动控制精度并形成闭环控制系统。针对家庭服务机器人所处的室内环境,家具摆放没有规律,要求家庭服务机器人的车体运动控制系统必须要有较高的灵活性与快速响应性,设计了基于ARM Cotex-M3为核心控制器的家庭服务机器人车体运动控制系统。家庭服务机器人车体运动控制系统由软件和硬件2部分组成。硬件包括车体、机械臂以及STM32f103vet6芯片作为控制系统核心硬件;软件包括视觉循迹、语音控制、串口通讯,主要是为了给下位机硬件发送控制指令。家庭服务机器人车体控制系统可以实现家庭服务机器人运动灵活性、快速响应性、以及控制准确性。     

六自由度钢带并联机器人运动控制系统的研制

运动控制系统对于钢带并联机器人至关重要.提出了钢带并联机器人运动控制系统的设计思路,介绍了该控制系统的工作原理与功能,阐述了SPiiPlus PCI-LT-6运动控制卡的性能指标、硬件结构、用户程序结构等.针对钢带并联机器人位置逆解的运动控制问题,给出逆解的ACSPL求解框图和编程代码,分析了钢带并联机器人运动控制中的...     

基于PLC的工业机器人控制系统的研究

主要从软件和硬件两个部分对基于PLC的工业机器人控制系统进行研究设计。硬件部分主要由机器人本体、伺服驱动器和运动控制卡构成,并对其工作过程进行了简要阐述,软件部分主要由程序管理模块、机器人操作模块、轨迹规划模块、示教再现模块以及系统设置模块构成,最后通过仿真测试验证了该控制系统的可行性。此外,还对基于PLC的工业机器人控制系统的发展及应用进行概述分析。     

CoDeSys环境下6R工业机器人运动控制研究

为了满足工业机器人在实际工作中对系统的开放性、可扩展性、可移植性及运动的平稳性要求,在分析CoDeSys软件架构及功能的基础上,利用EtherCAT总线技术,采用线性串行拓扑网络结构和一主多从的控制模式,设计了基于CoDeSys的六自由度工业机器人运动控制系统,实现了控制系统硬件的搭建及软件的开发,重点研究了系统加减速及空间连续运动规划算法,通过MATLAB仿真验证了算法的正确性,最终通过工业机器人运动控制实验验证了系统的可行性。     

JJR-1机械人控制系统设计

针对JJR-1机器人控制系统精度低和稳定性差,设计了一种基于AT89S52单片机硬件系统的机器人控制系统,系统采用LM629N专用运动控制处理器,简化了机械人控制系统结构,并通过试验验证,使用该控制系统后,明显提高了机器人的稳定性和控制精度.     

基于PMAC的仿人按摩机器人手臂控制系统设计

仿人按摩机器人手臂是按摩机器人的重要组成部分,其控制系统是中医按摩机器人完成按摩位置精确定位的关键因素。为了实现对仿人按摩机器人手臂精确控制,基于PC+PMAC运动控制卡设计了仿人按摩机器人手臂控制系统。通过PC与PMAC运动控制卡之间的通信对PMAC运动控制卡进行参数设置以及PMAC运动控制卡的PID控制器参数的优化。基于VC++软件开发平台设计了控制系统软件。仿真及实际应用效果表明,设计开发的仿人按摩机器人手臂控制系统实现了对手臂的控制,达到了设计要求。     

基于TMS320LF2407A的直流电动机控制系统设计

根据开放式运动控制的要求,以典型DSP运动控制芯片TMS320LF2407A为核心,通过CPLD进行功能扩展,设计了兼有PWM和模拟量控制的直流电动机控制系统,给出了该系统的功能、硬件结构和软件设计方法.该系统具有开放性、高速性、实时性和模块化等特点,适用于机器人、数控机床等先进智能装备.     

煤矿抽水蓄能电站水陆两栖机器人控制系统设计

为实现煤矿抽水蓄能电站建设前期废弃矿洞的勘探和建成后期地下厂房系统、地下水库的巡检任务,提出了一种结构布局合理、姿态调节灵活、控制稳定精确的煤矿抽水蓄能电站水陆两栖机器人.以煤矿抽水蓄能电站水陆两栖机器人为研究对象,简要介绍了机器人的总体方案设计,重点研究了其控制系统的设计,阐述了控制系统软、硬件的设计与实现,并通过Matlab Simulink仿真软件进行了数字仿真实验.仿真结果表明:艏向运动控制系统调整时间约为10.8 s,系统响应时间约为8 s,振幅超调量仅为6.5％,系统稳态误差不超过3°,满足艏向运动控制要求,从而验证了控制系统设计的正确性和可行性.研究结果具有较高的工程实用价值,为后续水陆两栖机器人的研制奠定了理论基础.     

基于工业PC机的果树采摘机器人控制系统设计

针对果树采摘机器人控制系统,本设计中硬件平台采用KP-6420i型工控机和RS-232转RS-422转换器的控制结构构成,这样的硬件系统具有模块化,成本低,易实现的特点.视觉系统采用VFW图像采集系统,它可以直接访问视频缓冲区,不需要生成中间文件,实时性高,可以满足果树采摘机器人对图像实时处理的速度要求.软件基于VisualC++6.0开发环境,通过串行通信实现对机械臂的运动控制,最后通过实验验证了设计的合理性和有效性.     

基于模糊PID的助老助行机器人控制系统设计

为了满足助老助行机器人对运动控制系统能够适应不同路况和高精度的要求,设计了一种基于TMS320F2812的助老助行机器人控制系统,完成了硬件、软件设计。将模糊PID算法应用到助老助行机器人的双电机差速驱动控制中,实现了复杂的行走功能,通过试验验证了整个控制系统的可行性和自适应性。     

模块化多足步行机器人的运动控制系统研究

为解决机器人对复杂多变的环境适应性不强的问题，研制了模块化的多足步行机器人系统。针对模块化多足步行机器人的机构特点，设计并实现了一种位于机器人模块化控制体系底层的基于CAN总线的运动控制系统。采用微处理器、专用的运动控制和驱动芯片以及光电编码器实现了机器人关节的伺服闹环运动控制；采用CAN总线作为模块问的通信接口，有效地支持了多关节实时控制。提出了一种具有3层抽象结构特点的可扩展的软件体系结构，为运动控制系统提供模块化支持。实验验证了运动控制系统软硬件的可靠性和有效性。     

开放式数控系统实验教学平台的构建

通过对开放式数控系统的分析,结合数控课程的教学实际,建立了一个基于PC机和运动控制卡的开放式实验平台.利用PC机作为上位机,采用Windows操作系统,运动控制卡为下位机,采用Delphi语言作为软件系统开发工具,通过驱动器驱动伺服电机,实现数控系统基本功能.     

通信协议设计与实现

为了实现一台PC机对多台以DSP为主处理器的运动控制器的串行通信,设计了一种用RS485总线串行的通信方案,实现了系统硬件接口,制定了包格式及通信协议,同时给出了部分DSP程序,然后在VC＋＋的环境中利用MSComm控件实现了上位机软件的编程。实际应用结果表明,该协议能可靠得用于PC机与多台运动控制器间的串行通信,能很好得收／发运动控制指令和运动状态。     

开放式PC型运动控制器的研究

结合开放式数控系统对于系统互换性、可伸缩性、可移植性、互操作性和可扩展性的需求，提出了一种基于SERCOS接口的开放式PC型运动控制器的体系结构，构建了它的软硬件平台。此结构采用插在计算机中被动式SERCOS接口卡来实现对驱动器和I/O站的控制，省去了专用的CNC卡和PLC卡，从而简化了系统的硬件结构，使得控制系统的主控功能软件化，有利于软件模块的重用和扩充。在控制系统软件的实现方法上，采用Win32进程非实时任务，RTX进程管理实时任务，两个进程之间的数据交换通过共享内存来完成。以该体系结构为基础实现了机床数控的基本功能和高速瓦楞纸板横切控制系统的全部功能。     

基于Trio的车身焊接定位机器人控制系统研究

研发了在汽车白车身底板焊接过程中起快速准确定位作用的三轴定位机器人控制系统.基于IPC+Trio运动控制器,提出了开放式定位机器人控制系统总体方案,并进行了详细的控制系统的软硬件设计,开发了在Visual Studio.NET 2008软件环境中的控制系统上位机管理软件和在Trio Motion Perfect2软件环境下的底层控制程序.实践结果表明,该控制系统能够满足白车身底板焊接的定位控制要求,且运行稳定可靠.     

嵌入式PC的数控系统的设计与实现

结合数控铣床试验平台的开发,对嵌入式数控系统进行了研究.设计出将工业PC和多轴运动控制卡相结合的数控系统总体结构。基于Windows操作系统的数控软件,实现了底层硬件和软件功能的开放.试验运行结果表明:数控系统的误差小于一个脉冲当量,进给速度运行平稳,能够达到高精度、高效率的现代制造装备的要求。     

基于PMAC的二维搅拌摩擦焊开放式数控系统研究

介绍了基于PMAC运动控制卡的5轴控制开放式数控系统,设计了二维搅拌摩擦焊接设备的具体结构,研究了控制系统的硬件结构和软件结构,介绍了通讯软件的开发方法,设计了用户界面,实现了对5轴联动的二维搅拌摩擦焊设备的控制。     

一种双工位交换工作台的动力学与控制联合仿真

针对一种IC制造装备中的双工位交换工作台系统的结构,建立其动力学模型。根据系统运动自由度与控制变量较多、运动轨迹较复杂的特点,依据动力学与控制系统分别建模的思想,在AD-AMS软件中建立其运动仿真模型,在Matlab/Sim-ulink中建立其运动控制系统,利用两者的软件接口实现双工位交换工作台系统的联合仿真。通过仿真分析,优化了系统的结构。     

基于Arduino的桥梁检测设备的研发

为了实现对高桥墩的安全检测,提高其工作效率,设计了一种应用于桥墩检测的爬壁机器人。此设备由3部分组成,本体结构、运动控制系统和检测系统。整个设备采用分层控制的方案,上位机控制运动系统和检测系统。针对运动系统首次提出了一种基于Arduino的控制系统方案,决定着爬壁机器人的运动策略。检测系统将采集的信息用新的传输方式——无线循环网络,保存桥墩表面特征,与数据库比较并评估。通过软件设计和实物样机,进行现场调试,可稳定、高效地实现对桥墩的自动检测。     

基于DSP的三维打印机控制系统研究

针对目前国内自主研发的三维打印机加工精度不高的问题,设计了一种新型三维打印机控制系统。该控制系统分为硬件系统和软件系统,硬件控制系统核心为电机运动控制和温度控制,软件系统主要实现PID算法在DSP芯片中的嵌入。通过PID控制和模糊控制的控制原理进行了控制原理的确立,在Matlab环境中进行了控制系统模型的建立与仿真,最终通过DSP芯片实现了三维打印机控制系统硬件平台的搭建。研究结果表明,采用新型控制系统的三维打印机加工性能得到了显著提高。