基于PMAC的开放式机器人控制系统

以IPC+DSP作为六轴工业机器人的控制器,设计了一种基于可编程多轴控制器PMAC(ProgrammableMulti-AxisCon-troller)的开放式机器人控制系统。系统采用双微机分级控制方式和模块化结构软件设计,上级IPC负责整个系统管理和路径规划,下级PMAC则实现对各个关节的位置伺服控制和多个关节的协调控制。实践证明这种机器人控制系统运行平稳,具有良好的开放性和扩展性。     

RTEX网络型嵌入式运动控制器设计

针对松下A5N驱动器,采用嵌入式构架以及网络通信模式,提出了基于模块化控制核心(ARM+FPGA)适应新型实时性网络通信RTEX的多轴嵌入式运动控制器硬件平台的设计方案,并移入实时多任务操作系统μC/OS-Ⅱ。详述了控制器的功能设计、硬件设计和软件设计流程。截至目前,运动控制器硬件平台搭建均已完成,并进行了通信实验和基于SCARA机器人平台的速度、位置控制实验。结果表明,控制器通信良好,性能稳定,能够较好完成伺服控制功能。     

一种基于USB接口的移动机器人运动控制系统

由于基于PCI或ISA接口的传统运动伺服板必须配合台式计算机使用,其占用空间和功耗较大,不适合应用于小型移动设备。因此,本文提出了一种新型的基于通用串行总线通讯的运动控制系统。并以其在“机器人世界杯(RoboCup)”中型组轮式移动机器人上的应用为例,介绍了该系统的硬件实现和软件结构。实验证明该系统体积小,功耗低,运行可靠稳定,通讯速率高,适用性强,不仅可用于移动机器人,还可用在一般的工业伺服控制中。     

一种超低频伺服控制器的设计

在分析了伺服控制系统特点的基础上,以宏晶公司专用工业控制芯片STC11F08XE为主控芯片,设计了一种高性能的超低频伺服控制器,并给出了该控制器的硬件结构及软件流程设计。其中,硬件电路包括三角波产生模块、A/D转换模块、伺服驱动模块、RS232串口通信模块和数码管显示模块等。现场测试结果表明,该控制器符合设计的初衷,具有高集成度、灵活性、实时性和模块化的特点;同时,其工作性能稳定、参数调整方便,能较好地满足复杂环境下对伺服系统控制的要求。     

MD-SIR: a methodology for developing sensor—guided industry robots

In this paper, we present a generic methodology for the synthesis of industrial robot applications with sensory feedback at the end-effector level. The presented methodology assumes an open controller architecture and leads to the creation of a library of modular and reusable entities, which can be used to build new systems based on the proposed architectural framework. The library facilitates the integration of new algorithms and it evolves as new modular applications are built. The library components belong to the control objects layer of the open controller architecture and implement functionality for sensor interfacing, sensor modeling, pattern recognition, state estimation and state regulation. The validity of the approach is verified by composing real industrial applications. The experimental results indicate the high quality of the developed systems.     

基于DSP和CPLD的开放式机器人控制器

设计了一种新型的基于DSP和CPLD的开放式机器人控制器。该控制器以IBM-PC为上位计算机,用一块DSP运动控制卡对PR教学机器人的4个关节运动进行伺服控制,采用PCI总线进行上、下位机之间的通讯,实现双速率运行,较好地实现了机器人的实时控制。同时,在控制卡中采用参数自调整模糊控制算法,以提高系统控制精度和动态性能。实际应用表明,该控制器实现了机器人控制系统的高速率实时控制,增强了系统的鲁棒性和抗干扰能力,取得了良好的效果。     

基于Visual C++6.0的机器人控制系统软件实现

三自由度插拔机器人控制系统软件根据开放式设计方法，采用Visual C 语言编制控制程序。负责底层伺服驱动的函数库以标准C给出，可以直接被调用；同时，控制软件内嵌入了机器人研究所自行开发的机器人结构化编程语言——HRL语言，用以实现目标规划，它也是基于Visual C 语言开发的。整个控制软件用以完成数据及状态显示、伺服驱动、机器人运动规划，插拔目标的搜索、定位、运动过程模拟显示等任务。     

一种机器人嵌入式网络化控制系统体系结构的研究

针对机器人控制系统,探讨了基于串行总线的网络化控制系统的优缺点,提出了一种新的以ARM和FPGA为核心的机器人分布式多CAN总线控制系统体系结构．该体系结构有效地降低了网络化控制系统中对总线带宽的需求,可以实现对控制信息的分级处理和实时的伺服控制．还设计了基于FPGA的多CAN总线控制器,介绍了基于Linux的机器人控制软件体系结构的实现方法．最后,在模块化机器人中的应用表明该网络化控制系统体系结构是可行的．     

模块化可重构履带式微小型机器人的研究

研制了一种模块化可重构履带式微小型机器人．单个微小型机器人可以独立运行,多个微小型机器人可以重构成链形机器人和环形机器人．微小型机器人结构紧凑、体积小、重量轻．采用了微控制器和PC机两级控制体系,两级间采用蓝牙通讯．实验结果验证链形机器人具有较强的越障能力,能爬越楼梯;环形机器人具有高速及路面适应能力强的特点．     

A PC-based open robot control system: PC-ORC

An open architecture manufacturing system pursues to integrate manufacturing components on a single platform. Therefore, a particular component can be easily added and/or replaced. In this paper, a modular and object-oriented approach for the PC-based open robot control (PC-ORC) system is investigated. A standard reference model for controlling robots, which consists of a hardware platform, an operating system module, and various application software modules, is first proposed. Then, PC-ORC system, which can reconfigure the control system in various production environments, is developed. The PC-ORC is constructed based upon the object-oriented method. Hence, it allows an easy implementation and modification of various modules. The PC-ORC consists of basic software, application objects, and additional hardware devices on a PC platform. Finally, by applying the proposed PC-ORC to a SCARA robot, the performance of the PC-ORC is examined.     

腹腔镜机器人控制系统的设计及实现

根据机器人辅助微创手术任务的特点设计了腹腔镜机器人控制系统．研究了基于运动控制卡的 开放式机器人控制器结构,设计了机器人伺服系统及相应控制器硬件接口,采用面向对象的技术和模块化思 想开发了系统控制软件,应用灵活度和可操作度概念建立了腹腔镜机器人的手术规划和控制平台．通过调试 伺服参数提高了系统控制性能．实验表明,该腹腔镜机器人控制系统具有稳定性、高可靠性和多任务适应性, 满足微创手术需求．     

基于PC的开放式数控系统关键技术研究

主要研究了基于PC的开放式数控系统功能实现的方案与关键技术。在分析了开放式数控系统应用现状并阐述了PC数控系统结构及开放式数控系统构成的基础上,完成了低成本、可重构的开放式数控系统的设计及系统开放式软硬件体系的建立,系统控制器通过编程完成对输入、输出量的规划过程,通过PID控制伺服电机的输出,从而实现对伺服电机轨迹输出的优化控制目标,实现交互控制机制的开发,该模块化可重构系统在降低系统成本的同时显著提高了使用性能,具备较高的实际应用价值。     

DSP在机器人高精度伺服系统中的应用

PMAC（可编程多轴控制器）是以DSP芯片为核心开发的可同时控制多个电机的运行控制器，具有功能强、精度高等特点，目前已大量应用于各种伺服系统中。介绍了PMAC的结构和功能，同时展望了DSP在机器人高精度伺服系统中的应用。     

基于工业PC的六轴机器人控制系统设计

本文设计了一套基于PC的六轴机器人控制系统，叙述了系统的功能、逻辑结构、硬件组成、软件架构和安全措施等。此控制系统具有较好的开放性，在实际运行中工作平稳，安全可靠，并具有高扩展性能。     

Generation of an optimal architecture of neuro force controllers for robot manipulators in unknown environments using genetic programming with fuzzy fitness evaluation

 In this paper, we have applied genetic programming to generate an optimal architecture of neuro force controllers for robot manipulators in any environment. In order to perform precise force control in unknown environments, the optimal structured neuro force controller is generated using genetic programming with fuzzy fitness evaluation. After the architecture of the neuro controller has been optimized for any kinds of environments, it can be applied for a robot contact task with an unknown environment in on-line manner using its own adaptation ability. An effective crossover operation is proposed for the efficient evolution of the controllers. The simulation has been carried out to evaluate the effectiveness of the proposed robot force controller.     

液压驱动型四足机器人电液伺服控制系统仿真建模与实验分析

复杂的作业环境和艰巨的作业任务使液压驱动型四足机器人对其伺服系统的精度、速度和力量均比一般机器人在普通情况下有更高的要求。为掌握液压驱动型四足机器人在多种路况下行走时各液压缸的受力情况以及液压系统内流量、压力的变化情况,需要对其虚拟样机进行机械动力系统和液压伺服系统的联合仿真,定性分析电液伺服系统位置、速度等被控对象的特性,并分析PID控制器在四足机器人伺服控制方面的特性与不足。针对传统控制算法在四足机器人控制存在的短板问题,设计了一种非对称前馈补偿模糊自适应PID算法,并利用物理样机进行了实际验证。实验结果为四足机器人电液伺服控制系统硬件、软件和控制算法的设计与优化指明了方向,还为研究四足机器人平稳步态控制策略提供了决策依据和数据支持。     

TWI总线模块化设计在智能机器人中的应用

利用AVR单片机的TWI(Two-Wire Serial Interface)总线构建了智能机器人系统的模块化构架。利用TWI总线实现了主控模块与扩展模块之间的双向多字节通信,介绍了软件编程方法,可以将机器人各传感器模块采集到的数据实时发送至主控制器进行处理。有效提高了程序的运行效率,使得智能机器人整体架构灵活、调试方便、扩展性强。     

A flexible controller for robots

The structure of a flexible microprocessor-based controller for a low-cost robot for component handling is described. The robot demonstrates three degrees of freedom within cylindrical coordinate motion. One axis uses end-stop pneumatic actuation with the remaining two axes being actuated by specially designed hydropneumatic drives. By using hydropneumatic actuation and incremental encoder feedback, point-to-point positioning is provided through a real-time closed-loop control algorithm designed and implemented within the controller structure. Interactive programming aids have also been implemented within the control structure to allow operatives to describe robot handling tasks by using a shop floor oriented language. Both hardware and software for the controller have been developed in a modular form to increase its flexibility allowing the modules produced to be used for the control of other work-handling systems.     

基于预测控制的非完整移动机器人视觉伺服镇定

非完整移动机器人视觉伺服镇定越来越受到人们的广泛关注. 目前研究人员在解决该问题时未同时考虑摄像机的可见性约束和机器人系统的控制约束, 所设计的控制器在实际应用中很难实现满意的控制. 针对此问题, 本文设计一种预测控制器来解决移动机器人视觉伺服镇定问题. 首先设计运动学预测镇定控制器来产生参考速度指令; 然后设计动力学预测控制器使移动机器人实际速度渐近逼近期望值; 所设计的预测控制器能够容易处理系统中存在的可见性约束和控制约束; 最后对所提出的视觉伺服镇定方法进行仿真验证, 结果表明所设计的控制器能有效解决移动机器人视觉伺服镇定问题.     

基于COMX的机器人伺服控制器设计

为了配合EtherCAT协议在机器人控制系统上的使用,本文提出了基于COMX和STM32的机器人伺服控制器解决方案。介绍了COMX模块的功能及结构,设计了基于FSMC的接口电路来控制COMX,并设计了COMX驱动和伺服控制器的应用软件。最后搭建实验平台以测试通信功能和分析转发延时,验证了本方案的可行性。