宏-微机器人快速控制原型及基于任务的并行实现研究

摘要

该文针对机器人控制器设计十分复杂和费时的问题,提出利用dSPACE系统构建机器人快速控制原型的方法进行控制算法的研究.运用Matlab/Simulink以控制系统方框图的形式构建宏-微机器人系统的快速控制原型,针对方框图无法实现的功能用借助RTI提供的User-Code以C代码的形式对快速控制原型进行完善,利用Matlab提供的RTW与dSPACE系统提供的RTI相结合自动生成可在dSPACE实时硬件上运行的C代码,最后将代码下载到实时硬件运行并用ControlDesk、Mtrace等监控软件对运行结果进行观测以及进行控制参数的调整.实验证明了利用dSPACE系统进行机器人快速控制原型设计高效、方便,很适合用于机器人控制算法的研究.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1研究背景

1.1.1机器人发展与现状

1.1.2快速控制原型

1.1.3并行处理技术

1.2国内外研究现状

1.2.1机器人快速控制原型

1.2.2基于任务的机器人并行控制算法及动态负载平衡

1.3论文意义及预期目标

第二章dSPACE系统软硬件介绍

2.1引言

2.2硬件系统

2.2.1系统总体连接

2.2.2 TMS320 C40处理器

2.2.3 DS1003板

2.2.4 DS1201板

2.3软件系统

2.3.1通用开发与调试软件

2.3.2多处理器系统通信协议

第三章宏-微机器人快速控制原型系统

3.1引言

3.2宏-微机器人控制系统的组成

3.2.1机器人控制系统总体结构

3.2.2宏-微机器人本体

3.2.3控制系统硬件

3.2.4控制系统软件

3.3快速控制原型的实现

3.3.1构建快速控制原型

3.3.2完善快速控制原型

3.3.3运行及测试

3.4小结

第四章基于任务的机器人并行控制算法描述

4.1引言

4.2机器人计算问题描述

4.2.1机器人运动学模型

4.2.2机器人动力学模型

4.2.3机器人控制算法模型

4.2.4机器人轨迹规划模型

4.3并行任务分配

4.3.1任务划分

4.3.2任务调度

4.4小结

第五章机器人并行算法的实时仿真实现

5.1引言

5.2仿真问题描述

5.3在并行处理平台上的实现

5.3.1任务划分

5.3.2任务分配

5.3.3仿真结果

5.4小结

第六章总结与展望

6.1本文工作总结

6.2展望

参考文献

致谢