基于pci总线嵌入式系统多微机器人控制与通信研究

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1、上海交通大学硕士学位论文基于PCI总线嵌入式系统的多微机器人控制与通信研究姓名：成康申请学位级别：硕士专业：微电子学与固体电子学指导教师：陈佳品20060101摘要上海交通大学硕士研究生学位论文基于PCI总线嵌入式系统的多微机器人通信与控制研究摘要MEMS(MicroElectroMechanicalsystems)技术是上世纪80年代末发展起来的一门新兴学科，由于人类本身生理的限制以及微小器件的尺寸效应，人工进行MEMS装配难以胜任，由此微型工厂的概念被提出。本文的研究对象——基于多微机器人自动装配系统是微型工厂的重要组成

2、部分，也是解决微型器件自动化装配的主要途径之一。本文为解决微机器人的全局路径规划问题，实现了基本PRM算法并提出了基于障碍物边界采样改进的OBS-VISI-PRM算法，分析了局部路径规划算法及从全局到局部路径规划的切换方案。系统采用机器人视觉系统为路径规划提供实时信息，实验表明，机器人视觉系统在定位和运动控制过程中，结合电机平均转矩矢量PWM合成的绕组电流细分控制方法使微马达步距提高到2.5°/步，从而使微机器人运动精度达0.07mm。，满足系统装配的需求。多微机器人的控制和通信硬件上通过基于嵌入式系统的PCI板卡实现，以3

3、2位ARM7处理器为核心组成数模混合系统，通过PCI高速总线与上位机传递数据信息。系统的软件设计包含上位机监控软件、PCI板卡驱动程序和嵌入式实时操作系统的应用设计三部分。本文除介绍上位机软件结构外，详细分析了µC/OS-II嵌入式实时操作系统的移植应用和PCI板卡WDM驱动程序的开发。关键词：微装配系统，多微机器人，PCI总线，嵌入式系统i摘要上海交通大学硕士研究生学位论文CONTROLANDCOMMUNICATIONRESEARCHOFMULTI-MICROROBOTBASEDONPCIBUSANDEMBEDDEDSYS

4、TEMABSTRACTMEMS(MicroElectroMechanicalsystems)isanewfieldemergedanddevelopedfromtheendof80thoflastcentury.Innormally，itisimpossibletoassembleMEMSproductionbyhandwiththelimitofshapesizeandphysicalcharacterofmicroparticle.So,theideaofMicro-factoryissetup.Microassembl

5、ysystembasedonmicrorobotsisaimportantsectionofmicro-factory,andalsothemainmethodtosolvetheproblemofmicroassemblyinMEMS.ThebasicPRMarithmeticandOBS-VISI-PRMarithmeticbasedonreformativeobstacleboundarysamplingandconnectivityareproposedtosolvethemulti-microrobotpathpl

6、anningproblem.Besides,thelocalpathplanningandtheswitchingmethodbetweenwholeandlocalpatharithmeticarealldiscussedinthisarticle.Robotvisionsystemissettoprovidethelocationinformationtothepathplanningmodule.Intheexperience,bythemethodofaveragetorquevectorsummationmetho

7、dbasedonthePWM,thestepangleofthe3mmmicromotorisenhancedto2.5°,andthelocationorientationaccuracyispromotedto0.07mm.iii摘要上海交通大学硕士研究生学位论文Inordertocontrolandfeedbackthemotionofthemulti-microrobotsystem,amix-singlecircuittakea32bitARMcoreprocessorasthesystemcontroller.T

8、hecommunicationbetweenPCandEmbeddedsystemarerealizedbyPCIbus.Thesoftwaresysteminvolvedtherealtimeembeddedsystemmodule,WDMdriverofPCIdeviceandthea