PR機器人控制器的研制.pdf

1、隨著控制科學的飛速發(fā)展,有關機器人先進控制技術與控制方法的研究也在近些年內不斷興起.設計完善的機器人系統,涵蓋了機器人幾何建模、操作臂運動學與動力學研究、最優(yōu)軌跡規(guī)劃算法的研究、機器人先進控制器的設計、系統的非線性和魯棒性,以及各種智能控制算法的研究等許多控制領域的相關技術.本文系統地介紹了與機器人控制相關的基本理論、四關節(jié)PR機器人控制系統硬件的設計、控制軟件開發(fā)及應用的技術要點和實現方法.與傳統的機器人設計不同的是,該PR機器人系統

2、采用了全數字位置伺服控制技術,在保證控制系統高可靠性的同時,大大提高了系統的控制精度.本機器人控制系統采用了三級CPU控制的體系結構:第一級為上位計算機,實現機器人系統管理與協調控制、人機交互、以及機器人逆運動學和實時軌跡規(guī)劃等先進算法運算的功能;第二級為高性能DSP處理器,實現關節(jié)空間中機器人各關節(jié)的軌跡精細插補控制,以及控制機器人進行示教、回零等操作;第三級為交流驅動器處理器,實現伺服電機的精確的三閉環(huán)誤差驅動控制和電機的故障診斷及

3、自動保護的功能.上位計算機系統的指令給定速率與下位機系統的伺服控制頻率不同,使得上位系統與下位系統可以實現雙速率控制,這樣就既可以充分發(fā)揮下位DSP控制器的高速運算性能,提高伺服回路的控制精度和動態(tài)性能,又可以使上位計算機進行更多復雜的機器人控制算法的運算.通過對系統反復的硬件、軟件調試以及實驗作業(yè)演示,結果表明,該四關節(jié)PR型機器人系統控制的實時性好、定位精度高、運行穩(wěn)定可靠.本文介紹的基于先進數字位置控制技術設計的機器人控制系統將會