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.     

空间机器人控制系统硬件仿真平台的研究

建立了空间机器人控制系统的硬件仿真平台。研究了空间机器人基于手眼视觉的控制问题,建立了系统关键部件的模拟设备。仿真平台由中央控制器、关节模拟器、手眼模拟器、动力学/运动学仿真计算机和三维动画显示计算机组成。基于该平台,对空间机器人控制特性和仿真过程中的延时环节进行了研究。系统自主捕获仿真试验结果表明,所采用的运动控制算法能够稳定收敛于目标,仿真平台能够较好地完成对实际机器人系统控制过程的模拟测试及系统控制算法的验证。     

模块化工业机器人嵌入式控制系统的研究

针对模块化机器人控制系统的重构问题,提出了一种柔性的嵌入式控制系统体系结构.该控制系统各种软硬件功能模块被抽取成标准构件,硬件模块设计采用了双核处理器以便满足计算能力和小型化的需求,模块之间通过标准的现场总线接口进行通信.机器人控制软件采用了基于构件的组态结构,它由柔性嵌入式控制系统开发平台、机器人功能构件库和运动规划与控制算法构件库三部分组成,实时性和非实时性的软件模块都按标准接口进行封装.机器人轨迹插补运算采用双DDA算法,逆运动学求解利用相邻轨迹点的关节坐标绝对增量最小原则去除冗余解.该嵌入式控制系统在六关节工业机器人选行了应用,实验结果表明它能适应机器人机械结构和作业任务的变化,使系统开发周期大大缩短.     

水下机器人通信系统的CAN总线冗余设计

为提高系统在复杂环境下的稳定性和可靠性,对水下机器人(ROV)通信系统进行了研究.设计了通信扩展板,并采用一种全新的基于双CAN总线冗余策略的方法,实现系统各部分之间的通信.通信板卡选用ARM作为微处理器,并通过PC/104总线与主板进行数据传输,同时采用复杂可编程逻辑器件(CPLD)实现双CAN总线冗余策略和总线接口之间的时序逻辑转化.试验结果表明,双CAN总线冗余设计有效地提高了通信系统的可靠性.     

开关柜自动铆接的PLC控制系统设计与实现

高压开关柜柜体在铆装过程中采用人工装配与铆接的方法,存在人工劳动强度大、效率低、稳定性差的问题。以西门子的S7-1215 PLC为核心控制器,采用PROFINET通信方式将TP1000触摸屏、发那科i700工业机器人、基恩士CV-X视觉单元链接,设计了自动化铆接控制系统。该系统将工业机器人作为执行器,其末端成90°安装基恩士视觉单元和TAURUS气动液压铆枪,分别用于铆接孔定位和自动铆接。以振动盘和直振器为送钉装置、三菱伺服转台为工业机器人第七轴辅助铆接装置,实现了铆接硬件设计。给出了控制系统硬件组态与通信方式、软件程序设计流程及框架,实现了自动送钉、取钉、视觉定位、自动铆接功能,提高了设备自动化。该系统铆接质量稳定、可靠,运行情况良好,对电器制造企业开展开关柜的自动化生产具有积极的推动作用。     

基于双计算机的仿人机器人的视觉跟踪系统

运动目标的实时跟踪是机器人视觉的关键技术之一。设计了仿人机器人的视觉跟踪系统,系统采用双计算机,分别负责视觉信息的处理和运动单元的控制,两台计算机通过Memolink进行通讯。基于Windows的视觉信息处理子系统实现运动目标的分割,状态估计和预测。运动控制子系统采用RTlinux实时操作系统,利用PD控制器控制关节运动。实验验证了系统的稳定性和实时性。     

基于小波网络的机器人视觉伺服控制研究

本文基于小波神经网络设计了一种三关节机器人视觉伺服系统。该系统采用eye-in-hand方式,基于图像特征构成视觉反馈,来完成机器人抓取物体的任务。论文对系统结构、坐标变换、成像原理、视觉控制器进行了详细的设计,并通过仿真试验证明了所设计控制系统的有效性。     

浮空器惯性姿态测量系统冗余CAN总线设计

为满足浮空器惯性姿态测量系统在高空长航时环境下对CAN通信高可靠性的要求,设计了一种双CAN总线全系统冗余方案。采用两片集成度较高的LPC11C24微控制器,在DSP+FPGA架构的导航计算机上搭建冗余系统,并结合上位机对该系统进行了测试与验证。测试结果表明,该冗余系统通信功能正常。当主CAN出现故障时,从CAN投入运行,有较好的容错性,在不增加成本和空间的前题下,提高了惯性姿态测量系统的可靠性。     

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。     

精密1号装配机器人控制系统的设计与实现

精密１号机器人是国家８６３计划智能机器人主题立项研制的一台ＳＣＡＲＡ结构的４轴装配机器人．它采用直接驱动技术，具有较高的运动速度和定位精度，配有高性能的视觉和力觉传感器．本文介绍了精密１号装配机器人控制系统的体系结构、设计思想和功能特点．精密１号机器人控制系统以Ｉｎｔｅｌ公司的ｉＳＢＣ３８６／１２系列计算机和ｉＲＭＸⅢ实时多任务操作系统为基础，采用上、下两级分布式计算机结构．控制系统除具有一般的机器人控制器的功能外，还具有用户多任务编程、可基于视觉和力觉传感器信息控制、离线编程和图形动画仿真等特性．应用这个系统控制精密１号机器人进行了装配作业的实验     

空间机器人冷热双冗余CAN总线系统的研制

设计实现了一种能应用在空间机器人计算机控制系统中的冷热双冗余CAN总线系统。详细论述了这种冗余CAN总线系统的硬件电路设计方案,以及该总线系统相较其他冗余方式的不同特点,并给出了配合硬件结构的软件容错策略,建立系统模型进行了可靠性分析。最后对该系统的冗余功能和系统性能进行了实际测试。     

中小型无人飞行器二余度CAN总线网络设计

无人飞行器行业的竞争日趋激烈,性能与成本因素在竞争中占主导地位;介绍了一种基于二余度CAN总线的航电系统设计方法,并对二余度总线、通信接口、关键环节的冗余设计以及系统可靠性做了进一步地研究;采用二余度CAN总线的航电系统设计,可以在提高系统集成度和保证系统可靠性的前提下,既满足小型化设计的要求,又能够提高系统的综合性能。     

基于DSP的双余度ARINC429总线通信系统的设计与实现

针对某型飞机电气系统数据总线的要求,设计了一种基于DSP技术的双余度ARINC429总线通信系统;该系统用ARINC429专用芯片H18582构成数据收发单元,通过CPLD编程实现系统的逻辑电路设计,双余度技术的应用极大地提高了系统的可靠性;通过该系统,既可实现总线上相关航空电子设备问的通信,也可实现对设备进行检测.具有很强的通用性;该系统在实际应用中取得了良好的效果,达到了预期的设计目的,文章详细介绍了该通信系统的组成、工作原理以及软、硬件设计.     

空天飞行器的舵伺服系统设计

空天飞行器对舵伺服系统的性能要求越来越高,不仅要求承载能力强、质量小,还必须可靠性高和维护方便。针对此类要求,对空天飞行器的舵伺服系统进行了设计,以电气双余度控制和双绕组永磁同步电机为关键技术。其中驱动控制器采用1553B总线、CAN总线和422总线相结合的形式,解决了与飞控、系统内部和测试设备的通讯问题;作动器采用双余度齿轮副和滚珠丝杠副直推式传动机构,并通过锁定电机轴的方式来实现舵面的锁定功能,提高了系统的可靠性;进行了系统联合仿真分析,实现了最大工作舵偏角为25°、角速度为53.2°/s、系统线性度偏差为0.2%、不对称度为0.4%、超调10%以内和过渡时间193ms以内等主要指标,结果满足系统指标要求。经在航天总体单位中的实际应用,舵伺服系统满足空天飞行器的性能要求。     

无人飞行器伺服系统余度控制接口的设计与实现

介绍了一种在无人飞行器中设计应用的伺服系统余度控制接口,该接口实现了数字总线和模拟量两余度接口控制,可有效提高伺服系统的可靠性和抗干扰能力;分析了无人飞行器机载伺服系统的结构组成和工作模式,选择了CAN总线作为机载数字通讯总线,论述了机载伺服系统余度控制接口的工作原理,同时给出了伺服控制器的硬件接口电路及软件工作流程;实验结果表明余度控制接口工作稳定,控制通道转换平稳,该接口能满足无人飞行器控制系统的要求。     

基于DSP与FPGA的双余度飞机交流一次配电控制器设计

为提高飞机配电系统的可靠性,设计了一种双余度飞机交流一次配电控制器。对以DSP为核心的处理器模块进行冗余设计,每个处理器设置相应的故障检测机制,由FPGA构成的仲裁切换模块根据故障检测结果进行余度切换与管理;采用外触发中断方式控制双机运行周期,实现双机同步。从而实现了双处理器容错控制,有效地提高了控制器的可靠性。     

基于CAN总线控制系统的航天特种机械臂设计

航天特种机械臂具备精确操作和视觉识别的能力,在载人航天领域中广泛应用,为了在复杂环境中精准完成陆基装配任务,设计基于CAN总线控制系统的航天特种机械臂。从关节、连杆、驱动电机、锁紧制动器等方面,组装航天特种机械臂结构元件。装设航天特种机械臂控制器,在控制器中加设一个串行通信接口,将控制器连接到CAN总线中,配置CAN总线控制系统的通信协议,完成航天特种机械臂硬件结构设计。利用航天特种机械臂中传感器设备,检测航天特种机械臂实时位姿,补偿航天特种机械臂重力负载。根据机械臂工作任务,规划移动轨迹,在控制器的支持下,通过控制量的计算与通信,实现航天特种机械臂的控制功能。性能测试实验表明,设计基于CAN总线控制系统的航天特种机械臂平均位置和关节姿态角的控制误差分别为3.0m和0.32°,平均形变量为2.64m2,具有较好的控制性能和抗压性能。     

基于DSP和CPLD的电动静液作动器双余度控制器设计

以DSP和CPLD为控制核心为电动静液作动器设计了双余度控制器,并且对控制器的总体结构和各子模块进行了详细的介绍。同时设计了系统的控制算法,采用位置环、速度环和电流环三环控制来满足系统的性能要求,并通过试验进行了验证。     

航天运载器新型控制模式测试及综合处理技术研究

我国航天运载器控制技术将向着1553B控制模式转化,基于此转化趋势,相应地测试体制也会发生很大变化,与此同时,加强测试信息的综合处理能力是航天试验任务的需要;分析了航天运载器应用1553B的控制模式、航天运载器测试需求和信息综合处理需求,建立了基于1553B控制模式的测试体制,提出了相应的基于PXI总线技术的航天测试系统构建方法,并研究了测试信息实时显示及基于信息融合的故障诊断等综合处理方法;研究实验成果为未来航天测试技术的发展论证提供了参考依据.     

PLC＋WinCC监控系统在变电所备自投与倒闸操作中的应用

针对变电所单母线分段运行方式的供电系统,为实现母线故障备用电源自动投入和分段母线进线自动倒闸功能,采用西门子PLC实现下位机控制系统设计,采用WinCC实现上位机监控系统设计.