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基于PMAC控制器的开放式结构机器人的运动控制研究

作　者: 邴哲松
导　师: 罗中明
学　校: 哈尔滨理工大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 机器人 开放式结构 运动控制 B样条 轨迹规划
分类号: TP242
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要


机器人技术在各个行业都得到了广泛的应用,已经成为自动化生产的主要组成部分。计算机技术与控制方法的快速发展,大大拓展了机器人技术应用的灵活性,更是对控制系统的性能、系统的结构等多方面都产生了极为深刻的影响。机器人控制系统由封闭向开放转变成为一种趋势。本课题所研究的就是具有开放式结构的机器人以适应机器人控制系统的发展。本文首先介绍了机器人技术的国内外研究现状,针对目前机器人控制器的特点与存在的问题,提出了建立具有开放式结构的机器人控制系统,并详细分析了实现该控制系统所涉及的关键技术。在分析了开放式结构机器人的系统特点后,本文以目前应用广泛的PMAC(Programmable Multi-Axies Controller)作为控制器将其应用到开放式结构机器人的核心部分,在此基础上进行开放平台的硬件和软件方面的研究,最终实现系统的构成,并以PMAC自带的软件包在VC++开放平台下面开发控制软件,在完成全部的硬件安装后进行系统的设置和调试。建立基于D-H表示法的机器人正、逆运动学模型,推导了基于代数法的逆运动学方程的求解过程。分析了三次均匀B样条曲线的构造原理和特点,设计了基于B样条曲线的机器人关节空间轨迹规划算法,并比较了笛卡尔空间与关节空间轨迹规划的优缺点。然后在关节空间轨迹规划算法中比较多项式曲线和B样条曲线两种轨迹规划算法的优缺点,并最终确定轨迹规划的方法。通过Matlab软件,对轨迹规划算法和运动控制算法进行了仿真实验。仿真结果表明:本文所设计的轨迹规划算法,具有控制精度高,自适应能力强的特点。最终通过机械手臂的实际运动证明了开放式结构的可行性,并在本文的最后给出论文的结论。

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 机器人技术 > 机器人
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