基于IPCDSP的机器人运动控制系统的设计

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1、东南大学硕士学位论文摘要随着数字信号处理技术和计算机技术的发展和广泛应用，机器人伺服控制技术取得了长足的进步。首先，本文介绍了工业机器人技术和机器人控制器技术的应用和发展，给出了本课题研究的机器人对象和参数。然后，本文探讨了机器人运动学正逆解求解方法和伺服电机控制算法，详细地讨论了其中的P助算法。通过对控制方案进行比较和对芯片进行选型，确定了基于Pcl总线的IPC(工控机)+DSP两级机器人伺服控制方案。DsP运动控制卡和伺服驱动器组成了机器人下级伺服控制系统(下位机)，工控机(IPC)组成了机器人上级伺服控制系统(上位机

2、)，两者之间通过高速PCI总线进行通讯。DSP运动控制卡以Tl公司的浮点型信号处理器TMS320VC3作为控制核心，用CPLD设计伺服电机的码盘信号接收电路，用数模转换器DAC7725提供伺服电机的转速给定值，构成了伺服电机的位置闭环系统。上位机实现机器人参数给定、命令控制、人机接口、上层路径规划等功能。PCI总线选用PLX公司的从模式芯片PcIgO52作为桥接芯片，编写了针对PcIgO52的WDM驱动程序，实现了工控机和DSP运动控制卡的正常通讯。开发了工控机和OSP伺服控制卡的通讯协议，满足了两级控制系统数据通讯的需要

3、。研制了OSP运动控制卡与伺服驱动器进行连接的伺服接口板，以实现两者之间信号的转接。本课题成功地搭建了6关节机器人控制系统的硬件平台，为最终实现机器人的控制铺平了道路。关键词:机器人运动学WDM驱动程序TMS320VC33PC19052CPLD双口RAM东南大学硕士学位论文Abst门CtWiththedeveIoPmentandaPPIicationofcomPuterandDSPtechnoIogy.robot-servocontroltechnologyhasgotgreatdeveloPment.FirstIythe

4、PaPerintrOducesindustrialrobot‘steChnologyandthedeveloPmentandaPPIicationofrobotcontrolIe叭givesatudyobjeotandParam以ersjhenthePaPerdiscussesm以hodofrobot’skinematicsandinversekinematicsandroborscontrolarithm以icmoatlyaboutPIDcontrol.BasedonthecomPareofcontroltheo以wes

5、eleCtthetwo一levelrobot，scontrolsystembasedonlPCandDSPasoursystem.DSPControlCardandservoDdverma触uPofjuniorservocontrolsySlem。industrtatPCcomPosessuPeriOrcontroISyStem.two-leveIsyS1emcommunicateswitheachotherbyPClbus名ervoContrOICa川usesTMS320VC33ascontrolcore，usesCPL

6、Dtodesignreversiblecounte叽anduseDAC7725as0AoutPutchiP.theycomPosedose-looPcontrolsyStemofservomotorIndustrialPC怕币llsrobot污setingsofParamete叭controlsofcommand，oPerationalinterfsce。comPlicatedcontrolarithme加a阔soon，Subo闭inatemodechiPPLXgO52治usedforPClb比conneCtingchiP

7、.WDMdriverisProgrammedforPLX9052.Protocolisdesignedforcommunicationbe加eenlPCandDSPContrOICaFd.Wemaketheservojnte而ceboa闭forsignalconversionbe抽eenDSPCon加ICa川andser甘0Drivers.WesuccessmakeinguPofroborscontrolsyStemforPrePareofadvancedStud丫Keyword:Robot，Kinematics，WDMD

8、rivers，TMs32oVC33，pclgo52，c户Lo.op以M东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学