试析基于pc+dsp模式的开放式机器人控制系统及其应用研究

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1、浙江大学博士学位论文基于PC+DSP模式的开放式机器人控制系统及其应用研究姓名：武传宇申请学位级别：博士专业：农业机械化工程指导教师：赵匀;胡旭东2002.10.1浙江大学博十学位论文摘悭摘要智能化农业机械是本世纪农业机械的发展趋势，本论文分析了农业机1}}}}人的特点、国内外的研究和应用现状，指出影响农业机器人应用的问题在于：农业机器人成本过l：百，农j止机器人没有达到农』U-t"产的智能需要。我们捉⋯』I以，l：放-￡结构的农业机器人可以有效的解决目前农业机器人成川存在的问题。机器人的核心在于控制{_f

2、j分，本论文的主要日标是建立具有玎放式结构的机器

3、人控制系统软、硬件平台，并实现对PUMA560机器人的控制，陋要的工作：1．通过对开放式控制器的定义、特点和OSACA，OMAC和OSEC规范分析，指出实现开放式机器人控制器的具体硬件和软件要求，本文还列现阶段川：放式机器人控制器实现模式进行了详细的叙述，分析了PMAC运动挎制卜的助能特点，提出采用PMAC和IPC实现基于PC+DSP模式的丌放式机器人控制器的设想。2．刈+儿彳r)】：放源码的操作系统LINUX进行了详钏的讨论，分析了I,INUX内矧j进行分时操作的机制及在其之上进行实时扩展的可能。对LIUNX的’典时扩展内核RT．LINUX进行了全面的分

4、析，指出了RT—LINUX实现实lJ、J扩腱的J，￡本原IAl]平ll方法。3．汁次{i]Jl』RT—LINUX作为PC+DSP模式)r放式控制器的操作系统。编。，j了RT—LINUX下的PMAC驱动程序，使RT—LINUX与PMAC控制卡之问处立通讯。编写PC+DSP开放式控制器的集成控制操作软件，实现』IJ)。与机器人之M的交互操作。4．摊出利_H1J1：放式控制器对PUMAS60机器人进行控制，给}lJ了控制策II晰：川PC+DSP控制器取代原有的控制器，但利用原系统的功率驱动部分，／l

5、原系统的控制部分，砹‘；“I了十¨心的切换丌关，使新老系统能够干¨。n：I别奂。为实现这个控制策略，作矗刈PUMA560机器人及其控制系统进行了详细的分析，找出了反馈信l，及控制信号的传输路径，确定抽取反馈信号和加入控制信号的最佳位置。存_i!论分析的基础上，作者设计和制作相应的辅助电路板，对原控制系统的LSI-11微处EI!器信-号进行截取年¨阻断。并成功将PC+DSP控制器的运动控制信‘‘j／3Jr浙江人学似I‘学位论文摘。些入剑原系统的功率驱动{；

6、f分。通过对PUMA560机器人控制器的改造，灾观了开放式的控制器对PUMA560机器人的控制。5．刈

7、帆拊人运，曲-：。川的避障作丁川!沦分』Ji，利川"；5011边蚪特ffJ：给⋯』’帆Ⅲ^、J作空问到C一空问转换的快速算法。并用A+算法和神经网络算法实现了避障路径规划。对两种算法的计算仿真，得出结论：A+算法远合静念环境中的路、j}径规划，而神经网络算法适合动态环境中的路径规划。y关键词；农业机器人丌放式控制器PMACI盯-LINUX路径规划穴苄铱站神经网络＼＼垫j!!!g!!!!!!!!!!一——————————————j坐!!坠AbstractOneoftimdevelopmenttrendsofagriculturalmachineryisint

8、elligentizedinthiscentury．Thepropertyofagriculturalrobot，theresearchdevelopmentandtheapplicationwereanalyzedinthispaper．HighcostandlowintelligencewerethetWOmainproblemsaffecttheapplicationofagriculturalrobot．Therefore，theagriculturalrobotwithopenarchitecturewasproposedtosolvethese

9、problcmsDevelopingtheopenarchitecturecontrollerforrobotsystemandcontrollingthePUMA560robotwiththenewopenarchitecturecontrollerwerethemaintargetinthispaper．"filelnaincontentsofthispaperareasfollows：1Thedelinitionofopenarchitecturecontrollerforrobotwasintroduccd，andoJ1Ibcbascofthean

10、atysisofthreecriterions，OSACA，OMA