高性能教学机器人实时控制系统研究

摘要

该文首先介绍了国内外工业机器人控制器的发展状况,接着介绍了Windows2000应用和核心分离的的构成方式和运行机制,可以发现Windows 2000作为一个弱实时操作系统,并不以任何可控制的方式实现设备中断请求的确切时间,用户级应用程序只能在处理器的被动中断优先级执行.这不是由操作系统决定,而是由系统中的设备和设备驱动程序决定最坏情况下的延迟时间.针对Windows2000的抢先式多线程调度方式提出了至少提高线程优先级到24以上的策略;针对Windows2000的多处理器支持提出了占用亲和处理器的策略;针对Windows2000基于页面的虚拟内存管理方式提出了锁定物理内存、使用内存映射文件的策略.然后实现了在此基础上开发出的EDUROBOT 680 Ⅲ教学机器人软件控制系统.最后通过实验证明,该软件达到了实时性要求,为进一步研究开发高性能教学机器人控制系统奠定了基础.

目录

文摘

英文文摘

第一章 机器人控制系统的现状和课题方案

§1.1引言

§1.1.1机器人控制器类型

§1.1.2机器人控制器存在的问题

§1.1.3机器人控制器的展望

§1.2研究内容

§1.2.1问题提出

§1.2.2主要思想及技术要求

§1.2.3主要技术问题

第二章 EDUROBOT 680 Ⅲ机器人系统结构

§2.1机器人本体结构和动作

§2.2机器人控制系统结构

§2.2.1控制硬件

§2.2.2控制软件

第三章 windows2000操作系统实时性策略

引言

§3.1Windows2000运行机制的实时性分析

§3.1.1陷阱调度

§3.1.2对象管理器

§3.1.3同步

§3.1.4本地过程调用

§3.1.5系统工作线程

§3.2Windows2000线程调度的实时性策略

§3.2.1Windows2000的线程调度特征

§3.2.2Win32中与线程调度相关的应用程序编程接口

§3.2.3线程优先级

§3.2.4线程时间配额

§3.3Windows2000多处理器支持的实时性策略

§3.3.1就绪线程的运行处理器选择

§3.3.2为特定的处理器调度线程

§3.3.3最高优先级就绪线程可能不处于运行状态

§3.4Windows2000内存管理的实时性策略

§3.4.1Windows2000 内存管理器组成

§3.4.2用户空间内存分配方式

§3.4.3实时应用程序的内存锁定方法

§3.5Windows2000实时性策略总结

第四章 教学机器人运动控制卡驱动程序设计

§4.1Windows2000驱动程序类型

§4.2WDM驱动程序模型

§4.3WDM驱动程序实时性设计相关问题

§4.4机器人运动控制卡实时WDM驱动程序实现

第五EDUROBOT实时控制软件的实现和整体测试实现

§5.1教学机器人示教系统

§5.2教学机器人编程系统

§5.3教学机器人控制系统系统整体实时性测试

结束语

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表的论文

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