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1、第24卷第5期机器人ROBOTVOl.24,NO.52002年月Sept.,2002文章编号:1002-0446(2002D05-0443-04基于WindowsNT的开放式机器人控制系统张广立谈世哲杨汝清(上海交通大学机器人研究所上海200030;中国科学院机器人学开放研究实验室沈阳110016D摘要:本文介绍了一个在WindOwSNT平台上开发的工业机器人控制系统,该系统可在通用的工业计算机上运行,系统运行环境为WindOwSNT加RTX实时扩展,可保证良好的实时性.该系统硬件平台为标准的PC硬件平台,控制软件采用模块化设计,具有良好的开放性和可扩展性.关键词:机器人控
2、制器;开放结构控制器;实时控制中图分类号:TP24文献标识码:BANOPENARCHITECTREOFROBOTICCONTROLSYSTEBASEDONWINDOWSNTZ~ANGGuang-liTANShi-ZheYANGRu-ging(Ro}otlnstzt/teofshanghazzaotongunzuelsztyshanghaz200030DAbstract:ThiSpaperintrOduceSainduStrialrObOticcOntrOlSyStembaSedOnWindOwSNT.ThiSrObOticcOntrOlSyStemcanrunatgener
3、alinduStrialcOmputerS.OwingtOuSingWindOwSNTOperatiOnSyStemandRTXreal-timeextenSiOn,thecOntrOlSyStemcanachieVegOOdreal-timeperfOrmance.BaSedOnStandardPChardwareplatfOrmanddeSignedwithmOdulariZedStructureOfSyStemSOftware,thecOntrOlSyStemiSOpenandextenSible.Keywords:rObOtcOntrOller,Openarchit
4、ecturecOntrOller,real-timecOntrOl1引言(IntrodlctionD了我们开发的一种基于WindOwSNT的开放式工业机器人控制系统,该系统硬件平台为标准的PC硬件传统上的工业机器人所采用的控制系统基本上平台,控制软件采用模块化设计,具有良好的开放性是设计者基于自己的独立结构而开发的,它采用了和可扩展性.专用的计算机~专用的机器人语言,专用的操作系统,专用的微处理器[1]2系统结构(SystemarchitectlreD,这种封闭式结构限制了它的可扩展性和灵活性,不便于对系统进行扩展和改进.机器人控制系统是一个具有多任务并行执行的由于专用的封
5、闭式结构的局限性,现代机器人控制实时控制系统,实时控制系统从结构上分大致有两器在向开放式~通用性方向发展[2,3].种[5,6]:多处理器系统和单处理器系统.多处理器系到目前为止,开放式机器人控制器的硬件平台统(主从式D中主CPU是一般用途的CPU,通常这种大致可以分为两类:基于VME总线的系统和基于系统的主CPU运行非实时操作系统.从CPU是嵌[3]PC总线的系统.采用通用PC作为机器人控制器入式的CPU如DSP,所有实时任务在从CPU上运的主控计算机的优点是:成本低,具有开放性,完备行.多处理器系统的柔性和可扩展性比较差.单处理的软件开发环境和丰富的软件资源,良好的通讯
6、功器系统中只有一个CPU,控制程序和用户图形界面能,用户基础广泛.目前MOTOMAN~SEIKO等均程序在同一个CPU上运行,为满足控制算法对时间把基于PC的机器人作为主要发展方向[3].本文介绍的严格要求,需要一个实时环境或一个实时操作系基金项目:国家自然科学基金资助项目(批准号65014D;国家63机器人柔性自动化装配网点基金资助项目(63-512-20-04D;中国科学院沈阳自动化研究所机器人学重点实验室资助项目.收稿日期:2002012444机器人2002年9月统.象机器人控制器这类要求控制周期非常小的情法,如基于传感器的控制~力控制以及一些智能控制况下,采用单处理
7、器结构会限制系统的性能.综合考算法.采用这种结构,可以在位置控制的基础上扩展虑这两种结构的优缺点,我们采用了多处理器结构,出基于视觉和力觉的机器人系统,具有极大的灵活但在主CPU上运行通用操作系统WindoWSNT加性.为了弥补单CPU系统的不足,我们把关节伺服上实时环境RTX,在实时环境中运行一些上层控制控制用DSP运动控制板实现,可保证机器人的位置任务,最底层的伺服控制由DSP运动控制卡实现,系伺服精度.这样系统既保证了机器人的位置伺服精统结构见图1.在实时环境中可以进行时实路径规度,又增加了控制器的灵活性和可
