基于dsp的机械臂控制器及其轨迹规划研究

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1、工程硕士学位论文基于DSP的机械臂控制器及其轨迹规划研究作者姓名韩焕丽工程领域控制工程校内指导教师李智军教授校外指导教师史成武高工论文提交日期2016年12月5日ResearchonrobotarmcontrolleranditstrajectoryplanningbasedonDSPADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：HanHuanliSupervisor：Prof.LiZhijunShiChengwuSouthChinaUniversity

2、ofTechnologyGuangzhou,China分类号：......学校代号：10561学号：201320211101华南理工大学硕士学位论文基子DSP的机械臂控制器及其轨迹规划研究作者姓名：韩焕丽指导教师姓名、职称：李智军教授史成武高级工程师申请学位级别：工程硕士学科专业名称：控制工程研究方向：自动控制论文提交日期：2016年12月5日论文答辩日期：2016年12月3日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：陈雪梅委员：苏为洲魏武肖兵吴忻生华南理工大学学位论文原创性声明

3、本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加Ｗ标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重耍贡献的个人和集体。本人完全意识到本声明的，均已在文中Ｗ明确方式标明法律后果由本人承担。心Ｉ日期；年文日作者签名；前月学位论文版权使用授权书：本学位论文作者完全了解学校有关保留，、使用学位论文的规定即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华南理工大学。学校有权保存并向国家有关部口或机构送

4、交论），允许学位论文被查阅；文的复印件和电子版（除在保密期内的保密论文外学校可Ｗ公布学位、论文的全部或部分内容，可Ｗ允许采用影印缩印或其它复制手段保存。本人、汇编学位论文一致电子文档的内容和纸质论文的内容相。本学位论文属于：□保，在年解密后适用本授权书。密口不保密，供校内师生和与学校有共享协议，同意在校园网上发布的单位浏览（光盘版）电子杂志；同意将本人学位论文提交中国学术期刊社全文出版和编入ＣＮＫＩ《中国知识资源总库》，传播学位论文的全部或部分内容。＂＂？上相应方框内打

5、Ｖ（请在）Ｗ如地日作者签名：靖候琼日期：修＞４＂月瑚指导教师签名：日期：摘要随着消费市场上用户对产品的个性化要求，单调的产品越来越难以满足客户的需求，由此推动了生产厂商对柔性生产线的渴望。而机械臂作为柔性生产线的核心设备，在中国大陆的市场上一直以来都被国外的几个机器人厂商垄断着，此乃是有制造大国之称号的中华之一大短板。本公司结合自身的优势和生产上的需求，决定研发工业机器人项目，为中华之装备工业的发展贡献自己的力量。本产品的研究目标是为生产厂商提供柔性的可编程设备，使得产业工人从搬运、装配、焊接等

6、重复劳动中解放出来，进而提高劳动生产率。本文提出了以ARM+DSP+FPGA为硬件平台的方案，该系统稳定可靠，配置灵活。ARM主要负责文件管理、用户程序解释、调度、通信等，保证系统的实时性，DSP主要负责路径、轨迹、位控等，FPGA借助其强大的逻辑控制功能，用于完成相关的逻辑处理、GSK-Link协议等。重点研究机械臂在笛卡尔空间的轨迹规划，其中包括直线、圆弧的轨迹规划，并在此基础上提出连续直线、连续圆弧、直线-圆弧及圆弧-直线的路径轨迹规划。本文研究的轨迹规划插补包括粗插补、精插补两个阶段，粗插补采用定时插补

7、的方式，插补周期为16ms,采用S型加减速控制方式，精插补对粗插补获得的离散点进行样条拟合，然后每隔2ms向FPGA发送一次数据信息，这样使得机械臂的运动速度平滑连续，加速度连续。利用MicrosoftVisualStudio2008编程环境，采用C语言对所研究的路径规划、轨迹规划插补算法进行编程，然后将运行程序得到的数据导入MATLAB，画出轨迹曲线，验证算法的可行性。关键词：工业机器人；控制器；轨迹规划；嵌入式；解释器IAbstractWiththeconsumermarketrequirementsfor

8、personalizedproducts,monotonousproductsarebecomingmoreandmoredifficulttomeetcustomerneeds,thuspromotingthemanufacturersforflexibleproductionline.Andthemechanicalarmasthecoreequipmentofflexiblepr