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《浙江大学》 2002年
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基于PC+DSP模式的开放式机器人控制系统及其应用研究

武传宇  
【摘要】: 智能化农业机械是本世纪农业机械的发展趋势,本论文分析了农业机器人的特点、国内外的研究和应用现状,指出影响农业机器人应用的问题在于:农业机器人成本过高,农业机器人没有达到农业生产的智能需要。我们提出具有开放式结构的农业机器人可以有效的解决目前农业机器人应用存在的问题。机器人的核心在于控制部分,本论文的主要目标是建立具有开放式结构的机器人控制系统软、硬件平台,并实现对PUMA560机器人的控制,主要的工作: 1.通过对开放式控制器的定义、特点和OSACA,OMAC和OSEC规范分析,指出实现开放式机器人控制器的具体硬件和软件要求,本文还对现阶段开放式机器人控制器实现模式进行了详细的叙述,分析了PMAC运动控制卡的功能特点,提出采用PMAC和IPC实现基于PC+DSP模式的开放式机器人控制器的设想。 2.对具有开放源码的操作系统LINUX进行了详细的讨论,分析了LINUX内部进行分时操作的机制及在其之上进行实时扩展的可能。对LIUNX的实时扩展内核RT-LINUX进行了全面的分析,指出了RT-LINUX实现实时扩展的基本原则和方法。 3.首次利用RT-LINUX作为PC+DSP模式开放式控制器的操作系统。编写了RT-LINUX下的PMAC驱动程序,使RT-LINUX与PMAC控制卡之间建立通讯。编写PC+DSP开放式控制器的集成控制操作软件,实现用户与机器人之间的交互操作。 4.提出利用开放式控制器对PUMA560机器人进行控制,给出了控制策略:用PC+DSP控制器取代原有的控制器,但利用原系统的功率驱动部分,不影响原有系统的性能。为便于科研和对比,新系统保留原系统的控制部分,设置了相应的切换开关,使新老系统能够相互切换。为实现这个控制策略,作者对PUMA560机器人及其控制系统进行了详细的分析,找出了反馈信号及控制信号的传输路径,确定抽取反馈信号和加入控制信号的最佳位置。在理论分析的基础上,作者设计和制作相应的辅助电路板,对原控制系统的LSI-11微处理器信号进行截取和阻断。并成功将PC+DSP控制器的运动控制信号加 浙江人学地十学位论文 邢 坠 入到原系统的功率驱动部分。通过对PUMA560机器人控制器的改造,实现 了)j’放J们’山控制器对PIJMA56叫升MX人的1中制。 5.对oL器人运动空间的避障作了理论分析,利用空间边界特征给出了机监人工 作空间到C-空间转换的快速算法。并用A”算法和神经网络算法实现了避I漳 路径规划。对两种算法的计算仿真,得出结论:*“算法适合静态环境中的路 径规划,而神经网络算法适合动态环境中的路径规划。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:TP242.6

【引证文献】
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1 张德钱;洪远泉;彭瑞明;;一种开放式实验型机器人控制系统的设计[J];轻工科技;2017年07期
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3 邹海鑫;邹湘军;;基于PC+DSP+FPGA的机器人控制系统开发[J];深圳信息职业技术学院学报;2015年01期
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2 宋志伟;基于空间网格精度的机器人位姿校准方法研究[D];华北理工大学;2016年
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【参考文献】
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【共引文献】
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10 毕智健;张若宇;齐妍杰;吴业北;;基于机器视觉的番茄成熟度颜色判别[J];食品与机械;2016年12期
【同被引文献】
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1 崔文;;ABB机器人与西门子PLC的Profinet通讯应用[J];变频器世界;2016年10期
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1 白勇军;大型重载伺服机械压力机的关键技术及实验研究[D];上海交通大学;2012年
2 高东强;基于层合速凝原理的陶瓷件快速制造设备及材料成型研究[D];陕西科技大学;2012年
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8 段群杰;水下机器人实时路径规划方法研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
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10 张连新;基于多智能体技术的机器人遥控焊接系统研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
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1 夏群峰;工业机器人软件平台及焊接相关视觉功能研究[D];浙江大学;2015年
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3 邓明星;并联Delta机器人的传送带动态抓取系统设计[D];广东工业大学;2014年
4 李力;基于运动控制卡的六自由度机械手控制系统开发[D];青岛科技大学;2014年
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【二级引证文献】
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前9条
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中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 丛宪冬;弯曲木成型加工机器人控制系统研究[D];东北林业大学;2004年
2 马力波;网络远程机器人控制系统及关键技术研究[D];重庆大学;2003年
3 刘志新;研抛大型自由曲面微小机器人控制系统研究[D];吉林大学;2009年
4 武传宇;基于PC+DSP模式的开放式机器人控制系统及其应用研究[D];浙江大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 丁雄勇;仿真机器人控制系统[D];南昌大学;2010年
2 王德坤;礼仪机器人控制系统的设计与实现[D];广东工业大学;2015年
3 肖志远;基于DSP+FPGA的排爆机器人控制系统设计与实现[D];华南理工大学;2015年
4 蓝天鹏;开放式工业机器人控制系统的研究与实现[D];华南理工大学;2015年
5 黄致祥;基于SOA的开放式机器人控制系统分布式通信关键技术研究[D];华南理工大学;2015年
6 许仁江;基于Linux的多足机器人控制系统的研究[D];南京理工大学;2015年
7 王云飞;基于实时以太网及KRTS的机器人控制系统研究[D];山东大学;2015年
8 王伟;基于CODESYS的多轴机器人控制系统的研究[D];山东大学;2015年
9 徐广厦;基于POWERLINK总线的机器人控制系统研究[D];山东大学;2015年
10 朱琪;基于DMC的软管机器人控制系统研究与开发[D];上海应用技术学院;2015年
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