基于ethercat的机器人控制总线研究

《基于ethercat的机器人控制总线研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、武汉科技大学硕士学位论文基于EtherCAT的机器人控制总线研究姓名：刘冬申请学位级别：硕士专业：计算机系统结构指导教师：闵华松20120525武汉科技大学硕士论文第1页摘要机器人在当前的社会中的应用十分广泛，从而给人类的生产、生活、军事以及科研等领域带来了深远的影响。自20世纪60年代开始，机器人技术就开始成为研究的热点之一。当前机器人相关技术的研究方向十分广泛和复杂，但是目前国际上还没有专用于机器人系统的伺服通信总线，在实际应用过程中，通常根据系统需求，把常用的一些总线(CAN、USB、RS485)用于机器人系统中，这些总线是串行总线，通信速率不高。将高速的工

2、业实时以太网引入机器人控制总线，对机器人的控制有着重大的意义。本文针对机器人控制系统的特点，提出一种基于工业以太网技术的伺服通信系统解决方案。经过对市场上已有的六种工业实时以太网做出比较分析，选取了EtherCAT作为基本协议，并规划设计了基于EtherCAT的机器人控制协议，同时在SOEM协议栈上针对机器人控制协议做了扩展。EtherCAT通信效率高，速度快，数据包容量大，将其用于复杂机器人控制方面具有较好的前景。本课题依托863重点项目(2009AA043901)子课题，采用线性拓扑结构来构建实验平台，结合嵌入式技术研究基于工业以太网的机器人伺服总线。主站硬件

3、采用X86／ARM平台以及标准网卡，软件采用基于Linux的RTOS和SOEM开源协议栈，并编写电机控制的函数库，同时采用QT开发主站应用程序；从站采用COMX模块、STM32控制器和数字舵机组成机器人的关节控制器，并开发基于STM32控制器的从站固件程序，同时实现了COMX的驱动和EtherCAT通信过程。实验平台构建完成后，利用抓包工具和Real．Time．Ethemet．飚t工具箱对总线的各项性能参数进行了分析，通过实验证明了本方案的可行性。关键词：机器人；伺服通信；实时以太网；EtherCAT；COMX第1I页武汉科技大学硕士学位论文AbstractAst

4、herobotiswidelyapplied，ithasaprofoundimpactonmanyfields，suchasproduction，dailylife，military,scientificresearch，etc．Sincethe1960s，roboticshasbecomeoneofthehotspots．Althoughrobottechnologyresearchisverybroadandcomplex，thereisnospecificservocommunicationbusavailableforrobotsystemintheint

5、emationalatpresent．Inpractice，oneofthecommonbus(CAN，USB，RS485)isusedinrobotconsideringthesystemrequirements，whichbelongstoserialbuswithlowcommunicationrate．Therefore，itisofgreatsignificancetointroduceindustrialreal-timeEthernetofhigh-speedintotherobotcontrolbus．Accordingtothecharacter

6、isticsoftherobotcontrolsystem，asolutionbasedonindustrialEthemetisproposedfortheservocommunicationsystem．Throughacomparativeanalysisofexistingsixkindsofindustrialreal-timeEthernet，EtherCATischosenasthebasicprotocol，andtheEtherCAT-basedrobotcontrolprotocolhasbeendesigned．What’Smore，theS

7、OEMprotocolstackhasbeenextendedforrobotcontrolprotoc01．EtherCAThassomeobviousfeatures，suchas11ighcommunicationefficiency,highspeedandgreatdatapacketscapacity,SOtheapplicationofEtherCATincomplexrobotcontrolwillbeofgreatprospects．Thisworkispartofthe863project(2009AA043901)．Anexperimenta

8、lplat