文档介绍：摘要
随着机器人应用技术研究的深入,多关节机器人或者机械臂的应
用越来越广泛。关节运动控制器作为机器人控制系统的核心,对其控制
的精度和实时性提出了越来越高的要求。设计新一代的机器人关节运动
控制器,涵盖先进控制理论、智能算法、嵌入式系统和分布式系统等方
面的技术。本论文的主要研究目标是针对实验室的多关节机器人的物理
结构,研制出一种通用的基于嵌入式娜只魅斯亟谠硕
制器,实现对机器人关节的实时精确控制。
嵌入式系统以其独特的专用性和高实时性在通信、导航、过程控
制、飞机、航天等领域获得广泛应用。文中的嵌入式关节运动控制器由
两个主要部分组成,控制部分与电机驱动部分。采用嵌入式
器作为嵌入式处理器,操作系统选用“疧甀度胧绞凳辈僮飨低场
根据系统的实际要求裁剪了操作系统,最大限度地减少所占哪
存,充分利用“甀南喙啬诤嘶疲⒉煌畔燃兜亩嗳挝瘛
系统采用芟咄ㄑ都际踝魑V饕5耐ㄑ妒侄危琑作为辅助的
通讯方式。通过芟吡痈髂?樽槌杉扑慊刂仆纾Vねㄑ
的有效性。电机驱动部分由整流和智能功率模块构成,通过使用嵌入式
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本文针对机器人高精度实时控制的要求,提出了一种基于粒子群
优化的不完全微分惴āT擞昧W尤河呕惴ǘㄊ毖坝臥参数,
使其随着系统参数的变化而实时更新,实现最优不完全微分刂疲
较好地满足了机器人控制的要求。
研制开发出的嵌入式机器人关节运动控制器实时性好、运行稳定、
通用性强,并具有一定的可伸缩性,它不仅适用于机器人关节的运动控
制,也适合各种交流电机的运动伺服,具有重要的推广应用价值。
关键字机器人,嵌入式系统,畉疧甀硕刂破鳎涣魉欧刂
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硕士学位论文第一章绪论
第一章绪论
机器人及其关节运动控制的发展综述
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机器人学的进步和应用是世纪自动控制最具说服力的成就,是世纪人类
科学技术进步的重大成果⋯。我国东汉时期年藕夥⒚鞯闹改
车是世界上最早的机器人雏形H死嗬方虢螅鱿至说谝淮巍⒌诙
工业革命。随着各种自动机器和动力系统等装置的相继问世,机器人开始由幻想时
期转入自动机械时期。年,美国作家阿西莫夫提出了著名的“机器人三守则”,
给机器人社会赋以新的伦理性,使机器人更容易被人类社会所接受。
年,美国的狙兄瞥龅谝惶ɑ魅搜⒊闪
了荆ㄐ蜕鶸机器人。年第一台机器人
美国通用汽车公司投入使用,这标志着第一代机器人的诞生。此后,机器
人在人类生活中成为现实。
年,在美国召开了第一届国际工业机器人学术会议,此后机器人的研究
得到迅速广泛的普及。年, 公司开发成功多关节机器人;
年,居滞瞥隽薖盗泄ひ祷魅耍钡较衷冢矶嗷
人仍都以它为基础。
机器人是跨领域技术的产物,它的进步取决于相关领域的发展,特别是信息处
理、计算机科学、传感技术、微电子技术和通信网络等。到了年,工业机器
人才真正在日本普及,故称该年为“机器人元年”。随后,工业机器人在日本获得
了巨大的发展,日本也因此赢得了“机器人王国”的美誉。在此之后,随着自动控
制理论、计算机科学和航空航天技术的迅猛发展,人工智能开始与机器人结合,机
器人技术进入了一个崭新的发展阶段。世纪年代中期,机器人制造业成为发
展最好和最快的经济部门之一。年,世界上约有蛱ɑ魅嗽诠ぷ鳌?
入世纪后,机器人产业维持了较好的发展势头。
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“机遇”号火星车经过半年多的飞行分别在火星上安全登陆,他们是目前最先进的
空间机器人,成功的着陆和卓有成效的工作,具有划时代的意义。年拢笆
界第一届机器人会议”在日本福冈市召开,会议发表了《世界机器人宣言》。与会
代表认为:在机器人领域,正经历着从产业用机器人时代向生活用机器人时代的转
变,各种用途的智能机器人相继问世。随着机器人在生活领域的不断普及,机器人
如今,机器人研究在以下多个方面异常活跃:①仿生机器人。仿生机器人是等【。③水下机器人。水下机器人在海洋开发和军事应用方面有极为广泛的应用的智能化程度会产生质的飞跃。新一代机器人会真正成为人类的伙伴