CincinnatiT3-746机器人编程控制软件的开发

摘要

机器人控制系统是机器人研究领域的重要课题,而开发合理高效的机器人编程语言编译器对于机器人控制系统是十分重要的。在机器人控制系统中,机器人语言编译器作为一个独立的模块,直接影响到用户对机器人的离线编程,从而影响到用户对机器人的控制效率。本文根据编译原理,设计并实现了在开放式机器人控制系统中的机器人编程语言的编译模块。
　　 本文首先介绍了课题的背景和开放式的机器人控制系统平台,并且对机器人运动进行了分析,详细推导了机器人运动的正逆解,接着介绍了机器人编程语言编译器中运用到的词法分析和语法分析,最后重点介绍机器人语言编译模块的设计与实现,以及编译模块与PMAC运动控制卡的通信,并且对通信过程中用到的多线程技术进行了详细说明。
　　 本文的主要任务是新开发一种机器人控制语言,将用机器人控制语言编写的运动控制程序按照规定的语法规则进行编译。一般来说,编译过程主要包括词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、代码优化、目标代码生成、目标程序这几个阶段,由于本文中开发的机器人控制语言相对来说比较简单,所以只用到了词法分析和语法分析部分。词法分析程序包括手动方式设计和利用词法分析程序的自动生成工具两种,本文的词法分析器是手工方式设计的,整个词法分析的功能都封装在类Lexer中,语法分析也是手工设计编制,全部功能封装在类Parser中。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 课题来源及研究目的和意义

1.2 机器人语言的发展及分类

1.2.1 机器人语言的发展

1.2.2 几种主要的机器人语言

1.3 课题研究内容

第2章 机器人运动控制分析

2.1 Cincinnati T3-746机器人简介

2.1.1 概述

2.1.2 Cincinnati T3-746机器人技术参数

2.2 机器人正问题求解

2.2.1 连杆坐标系和D-H参数

2.2.2 连杆变换和运动方程

2.3 求解CINCINNATI T3-746机器人的运动学逆问题

2.4 机器人运动学逆问题求解中的多解问题

2.5 本章小结

第3章 CincinnatiT3-746机器人控制系统

3.1 Cincinnati T3-746机器人开放式控制系统的硬件平台

3.2 主控制处理器(工控机)

3.3 多轴运动控制卡PMAC

3.3.1 PMAC简介

3.3.2 PMAC的基本功能

3.3.3 PMAC的变量设置

3.3.4 PMAC的编程软件

3.4 使用Windows作为操作系统的优点

3.5 使用Visual C++作为开发平台的优点

3.6 本章小结

第4章 机器人控制语言编译系统整体设计

4.1 机器人语言编译系统软件架构

4.2 机器人控制语言设计

4.3 机器人语言语法规则说明

4.4 本章小结

第5章 文法和词法分析

5.1 文法和语言

5.1.1 字母表和符号串

5.1.2 文法形式

5.2 词法分析的功能

5.3 词法分析程序的输出

5.4 将词法分析工作分离的因素

5.5 正则文法及状态图

5.5.1 状态图

5.5.2 状态图的用法

5.6 词法分析程序的设计与实现

5.6.1 机器人语言的词法规则及状态图

5.6.2 机器人语言词法分析程序的构造

5.7 机器人控制语言解释程序的词法分析器

5.8 本章小结

第6章 语法分析

6.1 自项向下分析方法

6.1.1 FIRST集合和FOLLOW集合

6.1.2 FOLLOW集合的定义及构造方法

6.1.3 递归下降分析的基本方法

6.1.4 机器人控制语言的递归下降分析实现

6.1.5 LL(1)分析方法

6.2 自底向上分析

6.3 本章小结

第7章 机器人编程控制软件设计

7.1 Visual C++编程工具

7.2 PTALKDT软件

7.2.1 PTALKDT软件介绍

7.2.2 PTALKDT控件通讯配置

7.2.3 PTALKDT常用变量及常用函数

7.3 用户界面设计

7.3.1 机器人控制软件的界面结构

7.3.2 帮助系统的制作过程介绍

7.4 PtalkDT控件通信过程简述

7.5 多线程技术的运用

7.5.1 多线程技术原理

7.5.2 程序、进程和线程

7.5.3 互斥对象

7.5.4 机器人语言中运用多线程技术使用的函数

7.6 本章小结

结论与建议

参考文献

致谢