在機(jī)器人學(xué)的研究領(lǐng)域中，如何有效地提高機(jī)器人控制系統(tǒng)的控制性能始終是研究學(xué)者十分關(guān)注的一個(gè)重要內(nèi)容。在分析了工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展歷程和機(jī)器人控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀后，本論文的主要目標(biāo)是針對四關(guān)節(jié)實(shí)驗(yàn)室機(jī)器人特有的機(jī)械結(jié)構(gòu)和數(shù)學(xué)模型，建立一個(gè)新型全數(shù)字的基于DSP和FPGA的機(jī)器人位置伺服控制系統(tǒng)的軟、硬件平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對四關(guān)節(jié)實(shí)驗(yàn)室機(jī)器人的精確控制。 本論文從實(shí)際情況出發(fā)，首先分析了所研究的四關(guān)節(jié)實(shí)驗(yàn)室機(jī)器人的本體結(jié)構(gòu)，并對其抽象簡化得到了它的運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)學(xué)模型。在明確了實(shí)現(xiàn)機(jī)器人精確位置伺服控制的控制原理后，我們對機(jī)器人控制系統(tǒng)的諸多可行性方案進(jìn)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(jì)算機(jī)，它實(shí)現(xiàn)對機(jī)器人的系統(tǒng)管理、協(xié)調(diào)控制以及完成機(jī)器人實(shí)時(shí)軌跡規(guī)劃等控制算法的運(yùn)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(shí)現(xiàn)了對機(jī)器人多個(gè)關(guān)節(jié)的高速并行驅(qū)動(dòng)；第三級CPU為交流伺服驅(qū)動(dòng)處理器，它實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人關(guān)節(jié)伺服電機(jī)的精確三閉環(huán)誤差驅(qū)動(dòng)控制，以及電機(jī)的故障診斷和自動(dòng)保護(hù)等功能。此外，我們采用比普通UART速度快得多的USB來實(shí)現(xiàn)上位計(jì)算機(jī)．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(jī)器人系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)包括兩個(gè)部分：一是采用VC++實(shí)現(xiàn)的上位監(jiān)控軟件系統(tǒng)，它主要負(fù)責(zé)機(jī)器人實(shí)時(shí)軌跡規(guī)劃等控制算法的運(yùn)算，同時(shí)完成用戶與機(jī)器人系統(tǒng)之間的信息交互；二是采用C語言實(shí)現(xiàn)的下位DSP控制程序，它主要負(fù)責(zé)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(hào)，實(shí)現(xiàn)對機(jī)器人的實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)，同時(shí)還能夠?qū)崟r(shí)的向上位監(jiān)控系統(tǒng)或者下位控制箱反饋機(jī)器人的當(dāng)前狀態(tài)信息。 研究開發(fā)出來的四關(guān)節(jié)實(shí)驗(yàn)室機(jī)器人控制器具有控制實(shí)時(shí)性好、定位精度高、運(yùn)行穩(wěn)定可靠的特點(diǎn)，它允許用戶通過上位控制計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對機(jī)器人的各種設(shè)定作業(yè)的控制，也可以讓用戶通過機(jī)器人控制箱現(xiàn)場對機(jī)器人進(jìn)行回零、示教等各項(xiàng)操作。
標(biāo)簽： 實(shí)驗(yàn)室 機(jī)器人控制器
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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本論文對DSP和FPGA在交流伺服電機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)，并完成了系統(tǒng)的規(guī)劃。論文完成的設(shè)計(jì)任務(wù)主要有：1、根據(jù)系統(tǒng)要求，詳細(xì)分析了運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，給出了運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)，提出了一套對已有外圍設(shè)備適用的設(shè)計(jì)方案。2、根據(jù)實(shí)際情況，提出了簡單易于實(shí)現(xiàn)、實(shí)時(shí)性好的軌跡插補(bǔ)算法，并給出了插補(bǔ)算法的軟件設(shè)計(jì)，并在DSP中得以實(shí)現(xiàn)。3、使用匯編語言進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)，完成了運(yùn)動(dòng)控制卡中由DSP完成的運(yùn)動(dòng)控制任務(wù)，即在插補(bǔ)計(jì)算的同時(shí)完成加減速控制和三軸聯(lián)動(dòng)的協(xié)調(diào)控制，以及其后的脈沖分配數(shù)的計(jì)算。4、根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)要求，使用FPGA芯片設(shè)計(jì)了可連續(xù)發(fā)送均勻分布脈沖的脈沖分配器，實(shí)現(xiàn)對交流伺服系統(tǒng)發(fā)送運(yùn)動(dòng)控制指令。并給出了VHDL在FPGA中的軟件實(shí)現(xiàn)。
標(biāo)簽： 機(jī)器人 運(yùn)動(dòng)控制卡
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糾錯(cuò)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(cuò)碼，在線性分組碼中，它具有最強(qiáng)的糾錯(cuò)能力，既能糾正隨機(jī)錯(cuò)誤，也能糾正突發(fā)錯(cuò)誤，在深空通信、移動(dòng)通信、磁盤陣列、光存儲(chǔ)及數(shù)字視頻廣播(DVB)等系統(tǒng)中具有廣泛的應(yīng)用。 DVD是一種高容量的存儲(chǔ)媒質(zhì)。DVD技術(shù)的應(yīng)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(jìn)行糾錯(cuò)，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(shí)修改設(shè)計(jì)等不可替代的優(yōu)點(diǎn)，在電子系統(tǒng)中采用FPGA可以極大的提升硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的靈活性，可靠性，同時(shí)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(diǎn)使其得到越來越廣泛的應(yīng)用，F(xiàn)PGA設(shè)計(jì)技術(shù)也被越來越多的設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)方案，詳細(xì)分析了譯碼器的ME算法和改進(jìn)BM算法的實(shí)現(xiàn)，針對ME算法提出了一種流水線結(jié)構(gòu)的糾刪糾錯(cuò)RS譯碼器實(shí)現(xiàn)方案，在譯碼器復(fù)雜度和延時(shí)上作了折衷，降低了譯碼器的復(fù)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(jìn)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(shè)計(jì)并成功實(shí)現(xiàn)了RS(208，192)編譯碼器。
標(biāo)簽： DVD RS編譯碼
上傳時(shí)間： 2013-07-20
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PWM(脈沖寬度調(diào)制)是一種利用數(shù)字信號(hào)來控制模擬電路的控制技術(shù)，廣泛應(yīng)用于電源、電機(jī)、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(shè)備。PWM技術(shù)在逆變電路中的應(yīng)用最為廣泛，也是變頻技術(shù)的核心，同時(shí)在機(jī)床，液壓位置控制系統(tǒng)等機(jī)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(gè)熱點(diǎn)，因此研究PWM發(fā)生器對于基礎(chǔ)理論的發(fā)展和技術(shù)的改進(jìn)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(hào)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(gè)主要任務(wù)。任意波形的合成是課題設(shè)計(jì)的一個(gè)難點(diǎn)，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(shí)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(jìn)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(diǎn)，而且通過設(shè)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(shí)現(xiàn)PWM發(fā)生器的設(shè)計(jì)方法有多種。在綜合比較了單片機(jī)、DSP、ARM等常用開發(fā)工具特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，本文提出了一種以可編程邏輯器件(PLD)為主體，單片機(jī)輔助配合的設(shè)計(jì)方法。隨著計(jì)算機(jī)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(shè)計(jì)方法正逐步成為一種主流于段，是近些年來電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一個(gè)熱點(diǎn)。整個(gè)系統(tǒng)分為模擬波形產(chǎn)生、單片機(jī)控制電路、FPGA內(nèi)部功能模塊三大部分。FPGA部分的設(shè)計(jì)是以Altera公司的Quartus Ⅱ軟件為開發(fā)平臺(tái)，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(shè)計(jì)輸入、編譯、仿真等調(diào)試工作，目標(biāo)載體選用性價(jià)比比較高的Altera公司的CycloneⅡ系列的器件；單片機(jī)控制電路主要負(fù)責(zé)控制字的設(shè)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(wù)。 論文共分五章，詳細(xì)介紹了課題的背景、PWM發(fā)生器的發(fā)展和應(yīng)用以及選題的目的和意義等，論述了系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的可行性，對外圍電路和FPAG內(nèi)部功能模塊的設(shè)計(jì)方法進(jìn)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(jìn)方法等進(jìn)行了分析和闡述。整個(gè)設(shè)計(jì)滿足PWM發(fā)生器的任務(wù)和功能要求，設(shè)計(jì)方法可行。
標(biāo)簽： FPGA PWM 發(fā)生器
上傳時(shí)間： 2013-06-03
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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(jī)的，存在著高速實(shí)時(shí)性、穩(wěn)定性問題。在總結(jié)各種檢測算法的基礎(chǔ)上，本文提出了基于FPGA的圖像處理算法，實(shí)現(xiàn)了激光光斑中心的高速實(shí)時(shí)檢測。 文中主要采用3×3窗口模塊和自適應(yīng)閾值模塊，先對CCD輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，判斷光斑的范圍，然后再運(yùn)用光斑的質(zhì)心算法對光斑所占的像元進(jìn)行運(yùn)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(dá)到了的3000幀/s的脫靶量幀速，精度為2urad的技術(shù)指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了高速率、高精度的精跟蹤要求。
標(biāo)簽： 實(shí)時(shí)圖像采集 處理系統(tǒng)
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感應(yīng)電機(jī)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(jià)格低廉和體積小等優(yōu)點(diǎn)，成為工業(yè)伺服控制的主要傳動(dòng)裝置然而，感應(yīng)電機(jī)又是一個(gè)多變量、強(qiáng)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(shí)變，使得感應(yīng)電機(jī)的控制十分復(fù)雜，特別是在實(shí)際電機(jī)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(shí)現(xiàn)高性能的感應(yīng)電機(jī)控制系統(tǒng)更加困難 本文研究感應(yīng)電機(jī)的高性能控制策略，綜述了感應(yīng)電機(jī)高性能控制策略的發(fā)展歷程和感應(yīng)電機(jī)模糊控制的發(fā)展現(xiàn)狀，分析了實(shí)際電機(jī)控制系統(tǒng)控制器選型中各個(gè)嵌入式微處理器的基本性能和優(yōu)缺點(diǎn)在給出三相坐標(biāo)系和二相坐標(biāo)系中的感應(yīng)電機(jī)數(shù)學(xué)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(diǎn)，論文將模糊控制技術(shù)應(yīng)用于感應(yīng)電機(jī)的變頻調(diào)速，采用CRI推理法，設(shè)計(jì)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(yīng)電機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行了仿真，并對采用兩種控制器實(shí)現(xiàn)的感應(yīng)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)進(jìn)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(yīng)電機(jī)數(shù)字控制技術(shù)進(jìn)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(yīng)電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的方法，給出了一種高性能感應(yīng)電機(jī)的數(shù)字實(shí)現(xiàn)方案，詳細(xì)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(shí)際電機(jī)控制器的選型和開發(fā)提供了一個(gè)新的思路
標(biāo)簽： ARM 感應(yīng)電機(jī) 數(shù)字控制器
上傳時(shí)間： 2013-08-03
上傳用戶：sy_jiadeyi
·摘要： 以IPC+DSP作為六自由度工業(yè)機(jī)器人的控制器,設(shè)計(jì)了一種基于可編程多軸控制器PMAC(Programmable Multi-Axies Controller)的開放式機(jī)器人控制系統(tǒng).采用Visual C++編制控制程序,將機(jī)器人系統(tǒng)中管理、控制功能的實(shí)現(xiàn)分為若干個(gè)模塊,負(fù)責(zé)底層伺服驅(qū)動(dòng)的函數(shù)利用PMAC運(yùn)動(dòng)語言編寫,可直接調(diào)用.整個(gè)控制軟件能完成數(shù)據(jù)及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)顯示、伺服驅(qū)動(dòng)、
標(biāo)簽： PMAC VC 機(jī)器人 控制軟件
上傳時(shí)間： 2013-05-25
上傳用戶：qwe1234
· 摘要： 研制了一種基于DSP(TMS320C6414)和FPGA(XC2V2000)的超大視場紅外目標(biāo)實(shí)時(shí)檢測圖像處理系統(tǒng).文章詳細(xì)分析了系統(tǒng)中圖像采集、圖像處理、伺服系統(tǒng)以及人機(jī)接口等模塊的工作原理和流程.通過在此系統(tǒng)上運(yùn)行超大視場紅外圖像的目標(biāo)檢測與跟蹤算法,試驗(yàn)表明目標(biāo)檢測與跟蹤效果明顯.系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì),計(jì)算效率高,工作穩(wěn)定可靠.
標(biāo)簽： FPGA DSP 大視場 圖像處理
上傳時(shí)間： 2013-07-17
上傳用戶：xiaoyunyun
·摘要： 針對自行設(shè)計(jì)的兩輪自平衡機(jī)器人Opyanbot建立了動(dòng)力學(xué)模型,應(yīng)用最優(yōu)控制和兩輪差動(dòng)等控制方法設(shè)計(jì)了控制器,提出了針對兩輪自平衡機(jī)器人平衡和行進(jìn)的新策略.為了提高兩輪自平衡機(jī)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(dòng)單元IPM100分別精確控制左右輪電機(jī),并利用上位機(jī)實(shí)時(shí)控制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)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(biāo)簽： 自平衡 機(jī)器人 控制系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-07-12
上傳用戶：hfmm633
·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(yīng)用技術(shù)，是作者多年來從事控制系統(tǒng)教學(xué)和科研工作的結(jié)晶，同時(shí)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(jìn)的PID控制；灰色PID控制；伺服系統(tǒng)PID控制；PID
標(biāo)簽： MATLAB PID 控制 仿真
上傳時(shí)間： 2013-06-18
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