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伺服機構(gòu)(gòu)

四關(guān)節(jié)實驗室機器人控制器的研制

在機器人學的研究領(lǐng)域中，如何有效地提高機器人控制系統(tǒng)的控制性能始終是研究學者十分關(guān)注的一個重要內(nèi)容。在分析了工業(yè)機器人的發(fā)展歷程和機器人控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀后，本論文的主要目標是針對四關(guān)節(jié)實驗室機器人特有的機械結(jié)構(gòu)和數(shù)學模型，建立一個新型全數(shù)字的基于DSP和FPGA的機器人位置伺服控制系統(tǒng)的軟、硬件平臺，實現(xiàn)對四關(guān)節(jié)實驗室機器人的精確控制。本論文從實際情況出發(fā)，首先分析了所研究的四關(guān)節(jié)實驗室機器人的本體結(jié)構(gòu)，并對其抽象簡化得到了它的運動學數(shù)學模型。在明確了實現(xiàn)機器人精確位置伺服控制的控制原理后，我們對機器人控制系統(tǒng)的諸多可行性方案進行了充分論證，并最終決定采用了三級CPU控制的控制體系結(jié)構(gòu)：第一級CPU為上位計算機，它實現(xiàn)對機器人的系統(tǒng)管理、協(xié)調(diào)控制以及完成機器人實時軌跡規(guī)劃等控制算法的運算；第二級CPU為高性能的DSP處理器，它輔之以具有高速并行處理能力的FPGA芯片，實現(xiàn)了對機器人多個關(guān)節(jié)的高速并行驅(qū)動；第三級CPU為交流伺服驅(qū)動處理器，它實現(xiàn)了機器人關(guān)節(jié)伺服電機的精確三閉環(huán)誤差驅(qū)動控制，以及電機的故障診斷和自動保護等功能。此外，我們采用比普通UART速度快得多的USB來實現(xiàn)上位計算機．與下位控制器之間的數(shù)據(jù)通信，這樣既保證了兩者之間連接方便，又有效的提高了控制系統(tǒng)的通信速度和可靠性。機器人系統(tǒng)的軟件設計包括兩個部分：一是采用VC++實現(xiàn)的上位監(jiān)控軟件系統(tǒng)，它主要負責機器人實時軌跡規(guī)劃等控制算法的運算，同時完成用戶與機器人系統(tǒng)之間的信息交互；二是采用C語言實現(xiàn)的下位DSP控制程序，它主要負責接收上位監(jiān)控系統(tǒng)或者下位控制箱發(fā)送的控制信號，實現(xiàn)對機器人的實時驅(qū)動，同時還能夠?qū)崟r的向上位監(jiān)控系統(tǒng)或者下位控制箱反饋機器人的當前狀態(tài)信息。研究開發(fā)出來的四關(guān)節(jié)實驗室機器人控制器具有控制實時性好、定位精度高、運行穩(wěn)定可靠的特點，它允許用戶通過上位控制計算機實現(xiàn)對機器人的各種設定作業(yè)的控制，也可以讓用戶通過機器人控制箱現(xiàn)場對機器人進行回零、示教等各項操作。

標簽： 實驗室機器人控制器

上傳時間： 2013-04-24

上傳用戶：極客
機器人運動控制卡的研究

本論文對DSP和FPGA在交流伺服電機控制系統(tǒng)中的應用進行了詳細的設計，并完成了系統(tǒng)的規(guī)劃。論文完成的設計任務主要有：1、根據(jù)系統(tǒng)要求，詳細分析了運動控制系統(tǒng)，給出了運動控制系統(tǒng)的總體設計，提出了一套對已有外圍設備適用的設計方案。2、根據(jù)實際情況，提出了簡單易于實現(xiàn)、實時性好的軌跡插補算法，并給出了插補算法的軟件設計，并在DSP中得以實現(xiàn)。3、使用匯編語言進行軟件設計，完成了運動控制卡中由DSP完成的運動控制任務，即在插補計算的同時完成加減速控制和三軸聯(lián)動的協(xié)調(diào)控制，以及其后的脈沖分配數(shù)的計算。4、根據(jù)系統(tǒng)運動要求，使用FPGA芯片設計了可連續(xù)發(fā)送均勻分布脈沖的脈沖分配器，實現(xiàn)對交流伺服系統(tǒng)發(fā)送運動控制指令。并給出了VHDL在FPGA中的軟件實現(xiàn)。

標簽： 機器人運動控制卡

上傳時間： 2013-04-24

上傳用戶：kijnh
基于DVD應用的RS編譯碼器的研究

糾錯碼技術(shù)是一種通過增加一定冗余信息來提高信息傳輸可靠性的有效方法。RS碼是一種典型的糾錯碼，在線性分組碼中，它具有最強的糾錯能力，既能糾正隨機錯誤，也能糾正突發(fā)錯誤，在深空通信、移動通信、磁盤陣列、光存儲及數(shù)字視頻廣播(DVB)等系統(tǒng)中具有廣泛的應用。 DVD是一種高容量的存儲媒質(zhì)。DVD技術(shù)的應用很廣泛，在數(shù)字技術(shù)中占有重要地位。DVD系統(tǒng)中采用里德-所羅門乘積碼(RS-PC：Reed-Solomon ProductCode)進行糾錯，RS碼譯碼器在伺服芯片中具有重要作用。 FPGA在開發(fā)階段具有安全、方便、可隨時修改設計等不可替代的優(yōu)點，在電子系統(tǒng)中采用FPGA可以極大的提升硬件系統(tǒng)設計的靈活性，可靠性，同時提高硬件開發(fā)的速度和降低系統(tǒng)的成本。FPGA的固有優(yōu)點使其得到越來越廣泛的應用，F(xiàn)PGA設計技術(shù)也被越來越多的設計人員所掌握。本文首先介紹了編碼理論和常用的RS編譯碼算法，提出RS編碼器實現(xiàn)方案，詳細分析了譯碼器的ME算法和改進BM算法的實現(xiàn)，針對ME算法提出了一種流水線結(jié)構(gòu)的糾刪糾錯RS譯碼器實現(xiàn)方案，在譯碼器復雜度和延時上作了折衷，降低了譯碼器的復雜度并提高了最高工作頻率，利用有限域乘法器的特性對編譯碼電路進行優(yōu)化。這些技術(shù)的采用大大的提高了RS編譯碼器的效率，節(jié)省了RS編譯碼器占用的資源。在Xilinx公司的Virtex-II系列FPGA上設計并成功實現(xiàn)了RS(208，192)編譯碼器。

標簽： DVD RS編譯碼

上傳時間： 2013-07-20

上傳用戶：xinshou123456
基于FPGA的PWM發(fā)生器的研究與設計

PWM(脈沖寬度調(diào)制)是一種利用數(shù)字信號來控制模擬電路的控制技術(shù)，廣泛應用于電源、電機、伺服系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、電子控制器、功率控制等電力電子設備。PWM技術(shù)在逆變電路中的應用最為廣泛，也是變頻技術(shù)的核心，同時在機床，液壓位置控制系統(tǒng)等機械裝置中也發(fā)揮著重要的作用。PWM技術(shù)已經(jīng)成為控制領(lǐng)域的一個熱點，因此研究PWM發(fā)生器對于基礎理論的發(fā)展和技術(shù)的改進都有十分重要的意義。論文研究的主要內(nèi)容是用任意波形作為調(diào)制信號通過特定的方法來產(chǎn)生所需要的PWM波形，任意波形的合成和PWM波形的生成是兩個主要任務。任意波形的合成是課題設計的一個難點，也是影響系統(tǒng)性能的關(guān)鍵因素之一。論文中波形合成采用直接數(shù)字頻率合成(DDS)技術(shù)來實現(xiàn)。DDS技術(shù)以相位為地址，通過查找離散幅度數(shù)據(jù)進行波形合成，具有輸出波形相位變化連續(xù)、分辨率高、頻率轉(zhuǎn)換速率快的優(yōu)點，而且通過設置控制字可靈活方便地改變輸出頻率，是目前波形合成的主流方法。實現(xiàn)PWM發(fā)生器的設計方法有多種。在綜合比較了單片機、DSP、ARM等常用開發(fā)工具特點的基礎上，本文提出了一種以可編程邏輯器件(PLD)為主體，單片機輔助配合的設計方法。隨著計算機技術(shù)和微電了技術(shù)的迅速發(fā)展，可編程邏輯器件的集成度和容量越來越大，基于PLD的設計方法正逐步成為一種主流于段，是近些年來電子系統(tǒng)設計的一個熱點。整個系統(tǒng)分為模擬波形產(chǎn)生、單片機控制電路、FPGA內(nèi)部功能模塊三大部分。FPGA部分的設計是以Altera公司的Quartus Ⅱ軟件為開發(fā)平臺，采用VHDL語言為主要輸入手段來完成內(nèi)部各功能模塊的設計輸入、編譯、仿真等調(diào)試工作，目標載體選用性價比比較高的Altera公司的CycloneⅡ系列的器件；單片機控制電路主要負責控制字的設置和顯示，波形數(shù)據(jù)的接受與發(fā)送；用MATLAB軟件完成仟意波形的繪制和模擬任務。論文共分五章，詳細介紹了課題的背景、PWM發(fā)生器的發(fā)展和應用以及選題的目的和意義等，論述了系統(tǒng)設計方案的可行性，對外圍電路和FPAG內(nèi)部功能模塊的設計方法進行了具體說明，并對仿真結(jié)果、系統(tǒng)的性能、存在的問題和改進方法等進行了分析和闡述。整個設計滿足PWM發(fā)生器的任務和功能要求，設計方法可行。

標簽： FPGA PWM 發(fā)生器

上傳時間： 2013-06-03

上傳用戶：a155166
高速實時圖像采集和處理系統(tǒng)的研究

光斑質(zhì)心檢測系統(tǒng)是APT精跟蹤伺服系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一，目前的光斑檢測系統(tǒng)大多是基于PC機的，存在著高速實時性、穩(wěn)定性問題。在總結(jié)各種檢測算法的基礎上，本文提出了基于FPGA的圖像處理算法，實現(xiàn)了激光光斑中心的高速實時檢測。文中主要采用3×3窗口模塊和自適應閾值模塊，先對CCD輸入數(shù)據(jù)進行處理，判斷光斑的范圍，然后再運用光斑的質(zhì)心算法對光斑所占的像元進行運算，得出光斑位置的脫靶量，最后用VGA格式將圖像顯示在LCD上。本文達到了的3000幀/s的脫靶量幀速，精度為2urad的技術(shù)指標，實現(xiàn)了高速率、高精度的精跟蹤要求。

標簽： 實時圖像采集處理系統(tǒng)

上傳時間： 2013-04-24

上傳用戶：林魚2016
基于ARM感應電機數(shù)字控制器的設計

感應電機具有可靠性好、結(jié)構(gòu)簡單、耐腐蝕、效率好、結(jié)構(gòu)緊湊、價格低廉和體積小等優(yōu)點，成為工業(yè)伺服控制的主要傳動裝置然而，感應電機又是一個多變量、強耦合的非線性系統(tǒng)，磁鏈和轉(zhuǎn)矩的非線性耦合及參數(shù)時變，使得感應電機的控制十分復雜，特別是在實際電機控制系統(tǒng)中，還需要考慮硬件和周圍環(huán)境等多種因素的干擾，致使實現(xiàn)高性能的感應電機控制系統(tǒng)更加困難本文研究感應電機的高性能控制策略，綜述了感應電機高性能控制策略的發(fā)展歷程和感應電機模糊控制的發(fā)展現(xiàn)狀，分析了實際電機控制系統(tǒng)控制器選型中各個嵌入式微處理器的基本性能和優(yōu)缺點在給出三相坐標系和二相坐標系中的感應電機數(shù)學模型之后，從理論上闡述了模糊控制和矢量控制的基本原理，針對傳統(tǒng)的PI控制器參數(shù)整定繁瑣，系統(tǒng)魯棒性差的缺點，論文將模糊控制技術(shù)應用于感應電機的變頻調(diào)速，采用CRI推理法，設計了一種參數(shù)自整定模糊PI矢量控制器，利用Matlab對基于模糊PI控制的感應電機控制系統(tǒng)進行了仿真，并對采用兩種控制器實現(xiàn)的感應電機調(diào)速控制系統(tǒng)進行了比較、分析仿真結(jié)果表明模糊控制的控制性能優(yōu)于常規(guī)的PI調(diào)節(jié)器論文對基于ARM的感應電機數(shù)字控制技術(shù)進行了系統(tǒng)研究，闡述了采用LPC2214ARM微處理器構(gòu)成數(shù)字感應電機變頻調(diào)速系統(tǒng)的方法，給出了一種高性能感應電機的數(shù)字實現(xiàn)方案，詳細介紹了系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)的組成及軟件模塊的功能，并給出了主要算法的參考代碼，為實際電機控制器的選型和開發(fā)提供了一個新的思路

標簽： ARM 感應電機數(shù)字控制器

上傳時間： 2013-08-03

上傳用戶：sy_jiadeyi
基于VC++與PMAC的機器人控制軟件的開發(fā)

·摘要：以IPC+DSP作為六自由度工業(yè)機器人的控制器,設計了一種基于可編程多軸控制器PMAC(Programmable Multi-Axies Controller)的開放式機器人控制系統(tǒng).采用Visual C++編制控制程序,將機器人系統(tǒng)中管理、控制功能的實現(xiàn)分為若干個模塊,負責底層伺服驅(qū)動的函數(shù)利用PMAC運動語言編寫,可直接調(diào)用.整個控制軟件能完成數(shù)據(jù)及運動狀態(tài)顯示、伺服驅(qū)動、

標簽： PMAC VC 機器人控制軟件

上傳時間： 2013-05-25

上傳用戶：qwe1234
基于DSP和FPGA的超大視場紅外目標檢測圖像處理系統(tǒng)設計

· 摘要：研制了一種基于DSP(TMS320C6414)和FPGA(XC2V2000)的超大視場紅外目標實時檢測圖像處理系統(tǒng).文章詳細分析了系統(tǒng)中圖像采集、圖像處理、伺服系統(tǒng)以及人機接口等模塊的工作原理和流程.通過在此系統(tǒng)上運行超大視場紅外圖像的目標檢測與跟蹤算法,試驗表明目標檢測與跟蹤效果明顯.系統(tǒng)采用模塊化設計,計算效率高,工作穩(wěn)定可靠.

標簽： FPGA DSP 大視場圖像處理

上傳時間： 2013-07-17

上傳用戶：xiaoyunyun
兩輪自平衡機器人控制系統(tǒng)的設計

·摘要：針對自行設計的兩輪自平衡機器人Opyanbot建立了動力學模型,應用最優(yōu)控制和兩輪差動等控制方法設計了控制器,提出了針對兩輪自平衡機器人平衡和行進的新策略.為了提高兩輪自平衡機器人的控制效果,利用基于DSP數(shù)字電路的全數(shù)字智能伺服驅(qū)動單元IPM100分別精確控制左右輪電機,并利用上位機實時控制機器人的運動狀態(tài),提高了控制精度、可靠度和集成度,得到了很好的控制效果. &

標簽： 自平衡機器人控制系統(tǒng)

上傳時間： 2013-07-12

上傳用戶：hfmm633
先進PID控制及其MATLAB仿真

·內(nèi)容簡介本書從MATLAB仿真角度系統(tǒng)地介紹了PID控制的基本理論、基本方法和應用技術(shù)，是作者多年來從事控制系統(tǒng)教學和科研工作的結(jié)晶，同時融入了國內(nèi)外同行近年來所取得的新成果。全書共分10章，包括連續(xù)系統(tǒng)和離散系統(tǒng)的PID控制；常用數(shù)字PID控制；專家PID和模糊PID控制；神經(jīng)PID控制；遺傳算法PID控制；多變量解耦PID控制；幾種先進的PID控制；灰色PID控制；伺服系統(tǒng)PID控制；PID

標簽： MATLAB PID 控制仿真

上傳時間： 2013-06-18

上傳用戶：417313137

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