卓越Ⅰ型仿人机器人底层关节控制器的设计

为了实现卓越Ⅰ型机器人在实际环境中稳步行走,设计了底层控制系统中的关节控制器用于控制舵机。选用DSP TMS320F2812作为处理器,充分利用其全数字型,集成度高,体积小,低功耗以及可实现多轴运动的特点,对底层各个关节舵机进行控制,实现既定舵机的运转,以及将舵机的转速和位置等相关传感器的信息反馈给上级控制处理器实现对关节舵机精确的控制,并通过DSP TMS320F2812的两个事件管理器分别同时控制机器人的左右腿的关节舵机单元,提高了机器人在实际行走以及执行任务过程中的实时性、准确性以及稳定性。     

基于无源性理论的柔性关节控制器设计

为了提高柔性关节机器人的轨迹跟踪精度和抖动抑制能力,设计了一种基于无源性理论的柔性关节控制器.通过Simulink仿真验证和简化了该控制器,使其更加适合于多自由度机器人的控制.用于实验的7自由度机器人采用DSP+FPGA结构,数字信号处理器(DSP)和现场可编程逻辑门阵列(FPGA)分别实现非线性部分和线性部分计算,避免了由于自由度的增加引起的关节控制器性能变化.实验结果表明,与传统的PD控制相比,基于无源性理论的柔性关节控制器具有力矩波动小以及抖动抑制快、稳态精度高等优点.     

基于IPC和PMAC的喷涂机器人控制系统

以工业级计算机IPC和DSP作为喷涂机器人的控制器,设计了一种基于可编程多轴控制器PMAC(Programmable Multi-Axis Controller)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,满足了喷涂机器人实时性控制的要求.系统采用电流、速度为内环.位置为外环的三层半闭环的关节运动伺服控制方法,保证了关节的位置精度.     

仿人机器人分布式控制系统研究及实现

采用分布式控制方式设计了仿人机器人控制系统,运用CAN总线将主控计算机、关节控制器、力传感器连在一起,分散了信息处理和控制任务,提高了机器人智能程度.基于DSP为核心的关节控制器的设计,采用了智能体数字舵机作为动力装置.引入反馈控制,提高了关节控制器控制精度,以及通过全双工串行通信方式实现数字舵机的控制,改善数据传输方式.     

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。     

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。     

小型仿人机器人电机控制系统的设计与实现

设计小型仿人机器人的电机控制系统,以实现多自由度运动控制和协调是机器人技术中的一个难点。针对传统控制器控制的电机数量少、难于实现关节协调的缺点,提出一种基于数字信号处理器（DSP）的新型电机控制系统。通过整合DSP、电机控制集成电路和正交解码单元,发挥DSP的运动控制能力,实现对多路不同类型电机的实时控制。该系统可以获得符合要求的转角控制精度。     

基于DSP的欠驱动体操机器人的摇起控制设计

针对欠驱动机器人控制系统,给出一种基于DSP控制的类人形的三关节欠驱动体操机器人。首先以ADSP2181为核心设计出控制器,通过高速PCI总线与上位机PC通讯,采用直流电机伺服控制。然后依据建立的体操机器人动力学模型提出基于能量增加的正弦和斜坡函数输入方式,经对体操机器人作摇起控制实验,实验显示,设计的三关节欠驱动体操机器人控制系统满足实时性、稳定性和准确性要求。     

水平运动的三自由度欠驱动机器人的位置控制

以水平运动的三自由度欠驱动机器人为研究对象,对其位置控制问题进行研究．基于分层控制思想提 出一种模糊控制系统,将欠驱动机器人末端位置控制问题进行分解,末端位置由主动关节的旋转与被动关节的伸展 或收缩组成．第1 关节按照规划的曲线运动,第2 关节和第3 关节通过动力学耦合作用运动到期望位置．主动关节 2 的控制力矩或控制电压通过对模糊逻辑控制器的输出量进行加权求和得到．采用该控制原理,通过数值仿真和实 验实现了3R 欠驱动机器人在操作空间中末端点到点的位置控制．     

基于DSP的工业机器人控制器的设计与实现

提出了一种基于DSP技术的工业机器人控制器的设计，该控制器采用一台工业PC机以 及一块DSP多轴运动控制卡，较好地实现了机器人的实时控制，提高了机器人控制器的运动 控制性能，最后给出了相关的实验和结论．     

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.     

仿人机器人控制系统研究及其关节控制器设计

论述了由嵌入式计算机组成的3层仿人机器人控制系统,并详细介绍了其中的关节控制器。控制系统实行逐级控制,任务分散,提高了机器人的智能化程度。关节控制器选用TM320F2811型数字信号处理器作为处理器,具有全数字型、集成度高、体积小、功耗低、可实现多轴运动控制的特点。关节控制策略采用模糊PD结合传统PI调节的算法,实验结果表明这种控制算法具有较强快速性、精确性、鲁棒性。     

小型智能涂胶机器人建模与控制系统设计

为使涂胶机器人可涂任意鞋底轨迹,提出带摄像头的智能涂胶机器人.设计机构模型,利用齐次变换矩阵建立运动学模型,并进行Simulink运动仿真.控制器采用2层递阶的DSP加PC机结构,USB摄像头捕获鞋底图像,VC++实现边缘提取,并通过坐标变换得到机器人关节轨迹.DSP直流无刷电机控制器采用增量PID闭环控制算法.在自主...     

凝汽器水下清洗机器人的控制系统

针对火电厂凝汽器的清洗需求,设计一种水下履带式清洗机器人,提出利用工控机、DSP和PLC相结合的清洗机器人控制系统.工控机作为上位机通过Profibus监控整个机器人的运行状态,实现机器人的安全运行和管理;DEC643完成水下冷凝管的图像处理,实现管孔的坐标计算;DEC2812完成机器人的移动和两关节机械臂的协调动作,实现喷嘴精确对中冷凝管管孔;PLC完成高压水射流的产生和化学药剂的投加,实现机器人的机电控制.详细介绍机器人的控制系统,给出控制系统的组成、部分流程图、机器人的姿态图.最后给出的现场实验结果表明,所设计的机器人能够对凝汽器实现有效的清洗.     

一种双足机器人实时步态规划方法及相关数值算法

针对步行双足机器人实时步态规划问题,提出了一种改进的非线性模型预测控制（NMPC）方法．采用扩展的关节坐标,将单腿支撑相（SSP）和双腿支撑相（DSP）统一表示为一个非线性动力学模型．通过对SSP和DSP的3个阶段设定运动学和动力学虚拟约束,将复杂实时步态规划问题转化为4个以预测时域内控制量二次型为代价函数的NMPC问题．采用直接法将连续优化问题参数化为有限维优化问题,并采用惩罚函数法将状态变量约束转化为代价函数中的惩罚项,从而得到能够用渐进二次规划（SQP）求解的有限维静态优化问题．仿真结果表明,应用该方法对BIP机器人模型进行实时步态规划,实现了包含足部转动的动态步行,且机器人满足稳定性条件,不发生侧滑,从而证明了该方法的有效性和可实现性．     

基于DSP技术的爬壁机器人吸附控制系统设计

壁面吸附是爬壁机器人的基本功能之一,其吸附程度直接影响爬壁机器人的稳定性和移动速度;为此,设计了基于DSP技术的爬壁机器人吸附控制系统;选择爬壁机器人传感器装置,加设DSP数字信号处理器,设计爬壁机器人吸附控制器;在硬件结构的支持下,根据爬壁机器人的组成结构和工作原理,构建相应的数学模型;在该模型下,利用DSP技术计算爬壁机器人吸附力;通过爬壁机器人在壁面环境下的受力分析结果,确定爬壁机器人安全吸附条件;以吸附控制器作为执行机构,实现爬壁机器人的吸附控制;选择负压爬壁机器人作为测试样机,通过系统测试表明,在瓷砖、木板、玻璃三种壁面环境下,与两个对比系统相比,应用此次设计系统得出爬壁机器人吸附力的控制误差降低了2.04 N,倾覆风险系数降低了0.29,具有较好的吸附控制效果。