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《山东科技大学》 2010年
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基于ARM+DSP的多自由度机器人运动控制器研究

周广兵  
【摘要】:本文以带电作业机器人手臂的运动控制系统为研究背景,在对国内伺服电机的运动控制器进行了研究之后,设计和开发了基于ARM+DSP模式的多自由度机器人运动控制器。该控制器能够应用在对伺服电机的控制要求较高的工业生产中,它具有性能可靠和高速数据处理能力。该控制器分为ARM主板和DSP底层运动控制板两大部分,这两个电路板之间是通过CAN总线就行通信的。ARM主板主要用来进行任务管理,数据的接收与处理和轴间通信的协调。DSP底层运动控制板负责控制四轴电机进行运转和控制算法的实现。该控制器既发挥了ARM高稳定性能和强大的任务管理的优点,又发挥了DSP对高速数据交换和数字信号处理快的能力。 本文的主要研究内容有: 1、根据通用运动控制器的工作原理,确定了运动控制器的总体方案,设计开发出套基于ARM+DSP模式的运动控制器,并对主要功能电路单元进行了说明。 2、对机器人手臂的加减速控制和PID控制进行了研究和实现。分析了梯形加减速控制的原理,并在程序设计中进行了实现。在实验过程中,利用工程整定法对PID控制参数进行了选取。 3、完成了ARM主板和DSP底层运动控制板之间的通信电路设计,并编写了基于CAN总线的接受与发送程序。 4、编写了一些具有通用性和可移植性的接口函数。 5、在带电作业机器人样机上进行了成功试验。
【学位授予单位】:山东科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TP242

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