平面3DOF并联手指的计算机控制系统总体设计

上传者：何捷
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上传时间：2015-05-11
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平面3DOF并联手指的计算机控制系统总体设计

第２９卷第１期２００５年１月燕山大学学报ＪｏｕｒｎａｌｏｆＹａｎｓｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ、，０１．２９Ｎｏ．１Ｊａｎ．２００５文章编号：１００７—７９１Ｘ（２００５）０１－００５１－０４平面３－ＤＯＦ并联手指的计算机控制系统总体设计牟德君１（１．燕山大学机械工程学院，河北秦皇岛０６６００４）摘要：针对平面３－ＤＯＦ并联手指机构的任务要求，对并联机器人分布式计算机控制系统的结构进行了分析，提出了平面３－ＤＯＦ并联手指的分布式计算机控制系统方案。关键词：并联机构；计算机控制；分布式系统中图分类号：ＴＨｌｌ３文献标识码：Ａ０引言１）集中式控制结构并联机器人控制系统是一种典型的多轴实时运动控制系统，是机器人的核心部分，决定机器人控制性能的优劣。通过计算机控制系统可以实现机器人的运动及位姿控制，从而提高机器人的性能。传统的机器人计算机控制结构基本上是集中式或者主从式控制结构，存在诸多方面的缺陷，如在高速、高精度和多轴同步运动控制等方面存在很多的技术瓶颈。现代机器人控制系统大部分采用分布式结构，即上位机负责整个系统管理以及坐标变换和轨迹插补运算等；下位机由多个微处理器组成控制器，每个微处理器控制一个关节运动，它们并行地完成控制任务，来提高工作速度和处理能力，这些微处理器和上位机通讯是通过总线实现的，基于这种结构实现的机器人控制器是开放式体系结构。本文给出了分布式计算机控制系统的体系结构，并结合平面３－ＤＯＦ并联手指的控制任务要求，提出了平面３－ＤＯＦ并联手指的分布式计算机控制系统总体设计方案。１机器人计算机控制系统的结构从机器人计算机控制系统技术发展来看，其控制结构主要分为：集中式控制结构、主从式控制结构及分布式控制结构。集中式控制是通过一台计算机实现全部控制功能。早期机器人大都采用这种控制结构，当时的计算机处理能力有限，但机器人功能要求不高，因此也能满足。其运算量大，执行速度较慢。随着计算机技术的发展及机器人控制水平的提高，集中式控制不能满足越来越复杂的控制需求，取而代之的是主从式控制结构。２）主从式控制结构图ｌ给出了主从式计算机控制系统结构。冀帅 ——ｒ一 ——Ｌ公下上位机卜共位内机——Ｔ—一存导习图１主从式计算机控制结构Ｆｉｇ．ＩＳｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｐｒｉｎｃｉｐｌｅ－ｓｕｂｏｒｄｉｎａｔｅｃｏｍｐｕｔｅｒ主从式控制结构是上位机和下位机共同完成所要求的控制功能。这种结构是一种松耦合的关系，对采用更多的微机进一步分散功能是很困难的。这就促使了分布式控制结构的出现。收稿日期：２００４? ０４－０５作者简介：牟德君（１９６７一），女，辽宁大连人。副教授。主要研究方向为机电一体化。
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