四自由度機器人控制系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、當(dāng)今社會機器人制造技術(shù)發(fā)展日新月異,匯集了微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、程序設(shè)計、機械制造工程、人工智能設(shè)計、自動控制理論、仿生學(xué)等學(xué)科的最新成果。本論文針對機器人技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢,根據(jù)當(dāng)前機器人控制系統(tǒng)所存在的問題和課題研究的要求,提出了基于PCI總線的DSP、CPLD和步進電機的控制系統(tǒng)的設(shè)計方案。本文設(shè)計的控制系統(tǒng)由上位機—下位機兩級系統(tǒng)控制實現(xiàn),CPU將控制信號傳到次級控制器,然后由次級控制器控制電機按照要求的速度和角度運動,從而

2、實現(xiàn)機器人手臂在空間中的運動。整個控制系統(tǒng)的實現(xiàn)過程如下,首先將機器人初始位置與終止位置坐標矩陣輸入CPU中,進行逆解運算,CPU計算得出每個關(guān)節(jié)的運動角度,將該角度信號通過PCI總線接口芯片PCI9052傳入CPLD中,CPLD提供片選信號,再將角度信號傳到相應(yīng)的DSP中,由DSP將角度信號轉(zhuǎn)換為方向信號和脈沖信號。方向信號控制步進電機的轉(zhuǎn)動方向,脈沖信號的頻率控制步進電機的轉(zhuǎn)動速度,脈沖信號的寬度控制步進電機的轉(zhuǎn)動角度。這樣就實現(xiàn)了

3、對步進電機的控制,最終實現(xiàn)對機器人手臂運動的控制。本文完成了以下工作:
　　(1)DSP通過PCI總線可以與PC機進行通訊;
　　(2)由PCI接口芯片PCI9052設(shè)計PCI總線接口電路,并且具有內(nèi)部中斷和外部中斷處理功能;
　　(3)選用Altera公司的CPLD(MAX3000A),設(shè)計信號輸入輸出電路,并且使電路具有片選控制功能;
　　(4)選用TI公司的TMS320LF2807A,作為DSP運動控制器,