面向伺服机器人内部通信的CAN总线节点设计

为简化伺服机器人内部通信结构,增强机器人通信能力,提升处理速度,解决多轴协调控制问题,本文介绍了一种基于NIOSII处理器和FPGA(Field Programmable Gate Array)的用于伺服机器人内部通信的CAN总线节点的设计方法。采用可编程技术和32位高性能NIOSII处理器,以Verilog HDL硬件描述语言实现CAN总线控制器,在一片FPGA芯片内实现了CAN总线节点设计。充分利用NIOSII微处理器的高速运算能力和FPGA逻辑功能由硬件电路实现,计算速度快(纳秒级)的能力,大大简化实际电路,提高了机器人内部通信的灵活性,增强了通信能力。实验表明,该设计的CAN总线节点性能可靠且能代替传统伺服机器人中常使用的专用微控制器芯片,满足伺服机器人中的通信需求。     

基于CAN总线的高可靠成像控制系统设计

为了实现多套成像设备的智能化控制,设计了基于CAN总线的成像控制系统,并给出了设计中关键技术的解决方法;首先,给出了可靠性高的热备份CAN总线控制系统硬件设计原理;其次,介绍了基于FPGA的CAN总线协议芯片—SJA1000逻辑控制原理与方法;最后结合实际工程项目阐述了控制系统的工作过程;试验结果表明,该设计性能稳定、可靠性高,能够满足多台成像系统的智能化控制;设计理念和方法具有通用性,系统的可扩展性强。     

蛇形机器人控制系统的设计与实现

以蛇为模型的蛇形机器人的研究，扩大了机器人的应用领域．本文基于CAN总线技术完成了蛇形机器人控制系统的设计及研制，有效地实现了机器人的运动控制．在此基础上完成了蛇形机器人的集中式控制和分布式控制方式．     

基于CAN总线的侦察机器人控制系统设计

为了提高实验室现有遥操作侦察机器人的可靠性、实时性和可扩展性,设计了一套基于CAN总线的机器人控制系统.该系统由一个主节点和多个从节点构成,节点之间采用CAN总线相连,以实现侦察机器人各部分功能的模块化.给出了控制系统的总体结构,并结合系统中机械手控制模块阐述了CAN总线通信的硬件和软件设计.该控制系统已经成功应用在实验室现有的侦察机器人中,能够完成现场环境侦察和应急处理任务,在实际工程应用中得到了良好的应用.     

基于CAN总线的自治水下机器人控制系统

将CAN总线应用在自治水下机器人中,构成多主站的分布式控制系统,取代了以往水下机器人采用的集中式控制结构及主从式网络结构．从硬件和软件两方面详细介绍了CAN总线在自治水下机器人中的应用方案,设计了基于P87C591单片机的CAN总线控制器,并针对水下机器人分布式控制系统的需求特点,设计了CAN应用层协议和相应的通信软件．最后通过湖试验证了控制系统的可行性和可靠性．     

北极冰下自主/遥控机器人控制系统设计

针对北极冰下海洋参数监测的使命要求,对水下机器人控制系统进行了相关研究,将PC104总线与CAN总线应用到自主/遥控水下机器人中,实现了一种分布式与集中式相结合的水下机器人控制系统体系结构.从硬件和软件两个方面描述北极自主/遥控水下机器人控制系统的实施方案.     

基于dsPIC30F6010A的计量泵控制系统设计

针对计量泵控制系统的网络化趋势,本系统采用电机控制专用芯片dsPIC30F6010A,通过设定和改变MCPWM模块凋制出的三相正弦波的频率,来实现三十同异步电机的变频调速控制,并利用该芯片的CAN总线模块设计具有CAN总线接口的计量泵控制器,通过USB接口的CAN接口PC卡,构成CAN总线局域网,实现系统的网络化远程管理和监控。     

机器人化铲掘机基于CAN总线的控制系统研究

本文介绍了一种新型的基于CAN总线的现场总线控制系统（FCS），用于机器人化铲掘 机的现场控制，文中着重阐述了系统的体系结构和各智能控制模块的功能特性．与传统的集 中控制相比，具有结构简单、可靠性高、实时性好等特点，应用前景广阔．     

基于FPGA FIFO处理的多路CAN总线高速通信设计

船舱监控系统配置多种信号监测设备,需要对各种信号监控设备的交互数据进行实时采集和处理,提出一种基于FPGA FIFO处理单元的多路CAN总线的高速通信设计;采用多路隔离CAN总线通道的设计方法,利用FPGA实现CAN总线数据、地址及控制信号的统一管理,并在FPGA中引入FIFO处理单元,有效扩展CAN总线接收数据的存储深度,规避大量信息的频繁处理对计算机处理系统造成的负担,实现实时操作系统上的高速报文交互;试验测试证明,该设计有效提高多路CAN总线通信的极限速率,合理优化计算机系统中断资源分配方式,降低CAN总线通信的中断频率。     

CAN总线在石油仪器组合导航系统中的应用

基于DSP + FPGA结构的石油仪器组合导航系统中CAN总线系统设计,为了使数据能够在整个CAN总线网络协调、有效、快速、稳定的传输,提出了一种使用FPGA作为CAN总线节点结构中的核心处理器的设计方法;CAN控制器采用具有SPI接口的MCP2515,利用FPGA实现MCP2515的初始化、数据的发送和接收,实现了DSP处理器的CAN总线扩展应用;该方法由于把CAN节点控制的大量的工作交给FPGA实现,DSP只需要对FPGA中CAN数据接收FIFO和CAN数据发送FIFO进行读写操作,即可完成CAN总线的数据读写操作,大大减轻了DSP的数据处理压力;试验测试及产品应用表明,该设计有效、稳定可靠、可扩展性好,易于修改和移植,具有较强的工程实用价值。     

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。     

DSP/FPGA-based Controller Architecture for Flexible Joint Robot with Enhanced Impedance Performance

Some practical issues associated with enhancing the Cartesian impedance performance of flexible joint manipulator are investigated. A digital signal processing/field programmable gate array (DSP/FPGA) structure is proposed to realize the singular perturbation based impedance controller. To increase the bandwidth of torque control and minimize the joint torque ripple, boundary layer system and field-oriented control (FOC) are fully implemented in a FPGA of each joint. The kernel of the hardware system is a peripheral component interface (PCI)-based high speed floating-point DSP for the Cartesian level control, and FPGA for high speed (200 us cycle time) multipoint low-voltage differential signaling (M-LVDS) serial data bus communication between robot Cartesian level and joint level. Experimental results with a four-degree-of-freedom flexible-joint manipulator under constrained-motion task, demonstrate that the controller architecture can enhance the robot impedance performance effectively.     

一种基于总线的移动探测机器人控制系统设计与实现

针对机械臂定位相关的控制算法缺乏合适验证平台的问题,将移动机器人技术和机械臂控制技术相结合,在分布式控制系统结构的基础上设计并实现了移动探测机器人原型样机。该系统由一个中央主控单元和多个从控制单元构成,单元之间通过总线相连,以实现探测机械臂各部分的模块化。该控制系统已经成功应用于实验室的探测机器人中。该设计能够完成对机械臂运动控制任务,可以用于移动探测机器人平台的建立以及相关算法的实现。     

基于网络控制系统的水下自主航行器制导系统结构

在现代控制系统中,网络控制系统可以用最小成本实现柔性系统,该柔性系统可以完成包括功能可重新配置的许多任务;网络控制系统采用公用的总线结构,使得系统具有更加有效的灵活功能、更好的资源共享、降低系统的维护成本,网络控制系统的最大问题是由于网络而产生的时延和数据包的丢失;研究了基于网络控制原理的水下自主航行器制导系统,详细分析了水下自主航行器网络控制系统的稳定性问题和基于时间触发的TTCAN高层协议;论文旨在通过对水下自主航行器网络控制系统结构的研究,指出其结构的意义和进一步的研究领域.     

基于CAN总线的壁面移动机器人分布式控制系统软件设计研究

首先提出了壁面移动机器人的控制体系结构，建立了基于CAN总线的分布式机器人控制系统硬件平台，确定了各控制节点间的通讯协议，并根据所提出的分布控制器结构设计了控制软件。     

Tele-LightSaber——一种高对抗度竞争型网络机器人系统

竞争型网络机器人系统具有交互性强、对实时性要求高等特点．为了研究适用于强交互竞争型网络机 器人系统的控制模式和控制方法,本文设计并实现了一种高对抗度的竞争型网络机器人作业Tele-LightSaber,并在 此基础上提出了将上层人工遥操作与底层视觉伺服相结合的控制模式．最后,分别利用本文提出的控制模式与传统 人工遥操作模式对Tele-LightSaber 作业进行控制,实验结果表明,本文提出的控制模式具有更强的实时性以及更小 的跟踪误差．     

网络化鱼雷控制系统仿真

传统的鱼雷研发过程需要昂贵的水下试验,数学建模与仿真为开展系统测试和验证提供了一种经济的方法;目前,越来越多的鱼雷电子控制部件采用CAN总线模块,这种基于CAN总线的系统有利于系统部件的更新和功能增加,并使不同任务的重构容易实现;论文提出了网络化鱼雷控制系统半实物仿真平台,描述了鱼雷控制系统网络化互联结构、总线协议和通信管理方法,并进行了控制系统仿真实验;仿真结果表明该仿真平台能够满足网络化鱼雷控制系统性能研究和仿真分析的需求。     

CANopen协议在机器人控制器中的应用

针对当前机器人控制器中通讯方式不统一,复用性差的现状,本文提出了基于CANopen协议的机器人控制器实时通讯方案。首先介绍了控制器局域网络(CAN)的高层协议CANopen,并结合机器人控制器与多个电机驱动器通讯的实际需求,实现了基于CANopen通讯协议的机器人控制器,并在实际机器人系统中进行测试。实验结果表明基于CANopen通讯协议的机器人控制器可以满足机器人控制系统的实时性和灵活性要求。     

移动机器人网络控制系统的输出反馈控制

以线性时不变系统为被控对象,建立了四轮移动机器人网络控制系统的离散数学模型。诱导时延是影响系统性能的关键因素,通过在节点中设置缓冲区的方法可以将网络控制系统中的随机诱导时延转化为确定性时延,从而将网络控制系统由随机系统转化为确定性系统。通过被控对象移动机器人控制实验系统,设计了一个能处理网络诱导时延的输出反馈控制器,分析了采样周期和网络诱导时延对网络控制系统稳定性的影响。仿真结果表明了该控制器和控制策略的正确性及有效性。