基于windows nt的开放式机器人控制系统

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1、第uw卷第x期机器人∂²¯quwo²qxΡΟΒΟΤussu年

2、月≥¨³·qoussu文章编号}tssu2swwykussulsx2swwv2swΞ基于ΩινδοωσΝΤ的开放式机器人控制系统张广立谈世哲杨汝清k上海交通大学机器人研究所上海usssvs~中国科学院机器人学开放研究实验室沈阳ttsstyl摘要}本文介绍了一个在•¬±§²º¶×平台上开发的工业机器人控制系统o该系统可在通用的工业计算机上运行o系统运行环境为•¬±§²º¶×加×÷实时扩展o可保证良好的实时性q该系统硬件平台为标准的°≤硬件平台o控制软件采用模块化设计o具有良好的开放性和可扩展性q关键词}机器

3、人控制器~开放结构控制器~实时控制中图分类号}×°uw文献标识码}ΑΝΟΠΕΝΑΡΧΗΙΤΕΧΤΥΡΕΟΦΡΟΒΟΤΙΧΧΟΝΤΡΟΛΣΨΣΤΕΜΒΑΣΕΔΟΝΩΙΝΔΟΩΣΝΤ∏¤±ª2¯¬×≥«¬2½«¨≠∏2´¬±ªkΡοβοτΙνστιτυτεοφΣηανγηαιϑιαοτονγΥνιϖερσιτψΣηανγηαιusssvslΑβστραχτ}׫¬¶³¤³¨µ¬±·µ²§∏¦¨¶¤¬±§∏¶·µ¬¤¯µ²¥²·¬¦¦²±·µ²¯¶¼¶·¨°¥¤¶¨§²±•¬±§²º¶×q׫¬¶µ²¥²·¬¦¦²±·µ²¯¶¼¶·¨°¦¤±µ∏±¤·ª¨±¨µ¤¯¬±§

4、∏¶·µ¬¤¯¦²°³∏·¨µ¶qº¬±ª·²∏¶¬±ª•¬±§²º¶×²³¨µ¤·¬²±¶¼¶·¨°¤±§×÷µ¨¤¯2·¬°¨¨¬·¨±¶¬²±o·«¨¦²±·µ²¯¶¼¶·¨°¦¤±¤¦«¬¨√¨ª²²§µ¨¤¯2·¬°¨³¨µ©²µ°¤±¦¨q¤¶¨§²±¶·¤±§¤µ§°≤«¤µ§º¤µ¨³¯¤·©²µ°¤±§§¨¶¬ª±¨§º¬·«°²§∏¯¤µ¬½¨§¶·µ∏¦·∏µ¨²©¶¼¶·¨°¶²©·º¤µ¨o·«¨¦²±·µ²¯¶¼¶·¨°¬¶²³¨±¤±§¨¬·¨±¶¬¥¯¨qΚεψωορδσ}µ²¥²·¦²±·µ²¯¯¨µo²³¨±¤µ¦«¬·¨¦·∏µ

5、¨¦²±·µ²¯¯¨µoµ¨¤¯2·¬°¨¦²±·µ²¯1引言kΙντροδυχτιονl了我们开发的一种基于•¬±§²º¶×的开放式工业机器人控制系统o该系统硬件平台为标准的°≤硬件传统上的工业机器人所采用的控制系统基本上平台o控制软件采用模块化设计o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o它采用了和可扩展性q专用的计算机!专用的机器人语言o专用的操作系统≈t 2系统结构kΣψστεμαρχηιτεχτυρεlo专用的微处理器o这种封闭式结构限制了它的可扩展性和灵活性o不便于对系统进行扩展和改进q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闭式

6、结构的局限性o现代机器人控制实时控制系统o实时控制系统从结构上分大致有两器在向开放式≈uov !通用性方向发展q种≈xoy }多处理器系统和单处理器系统q多处理器系到目前为止o开放式机器人控制器的硬件平台统k主从式l中主≤°是一般用途的≤°o通常这种大致可以分为两类}基于∂∞总线的系统和基于系统的主≤°运行非实时操作系统q从≤°是嵌≈v °≤总线的系统q采用通用°≤作为机器人控制器入式的≤°如≥°o所有实时任务在从≤°上运的主控计算机的优点是}成本低o具有开放性o完备行q多处理器系统的柔性和可扩展性比较差q单处理的软件开发环境和丰富的软件资源o良好的通讯功器系统中只

7、有一个≤°o控制程序和用户图形界面能o用户基础广泛q目前×!≥∞等均程序在同一个≤°上运行o为满足控制算法对时间把基于≈v °≤的机器人作为主要发展方向q本文介绍的严格要求o需要一个实时环境或一个实时操作系Ξ基金项目}国家自然科学基金资助项目k批准号y

8、

9、zxstwl~国家{yv机器人柔性自动化装配网点基金资助项目k{yv2xtu2

10、zus2swl~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q收稿日期}ussupstpu

11、www机器人ussu年

12、月统q象机器人控制器这类要求控制周期非常小的情法o如基于传感器的控制!力控制以及一些智能控制况下o采用单处理器结

13、构会限制系统的性能q综合考算法q采用这种结构o可以在位置控制的基础上扩展虑这两种结构的优缺点o我们采用了多处理器结构o出基于视觉和力觉的机器人系统o具有极大的灵活但在主≤°上运行通用操作系统•¬±§²º¶×加性q为了弥补单≤°系统的不足o我们把关节伺服上实时环境×÷o在实时环境中运行一些上层控制控制用≥°运动控制板实现o可保证机器人的位置任务o最底层的伺服控制由≥°运动控制卡实现o系伺服精度q这样系统既保证了机器人的位置伺服精统结构见图tq在实时环境中可以进行时实路径规度o又增加了控制器的灵活性和可扩展性q划o还可运行一些除了位置伺服控制之外的控制算图t机器人控