機(jī)器人智能控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、多功能機(jī)械臂可以用于全驅(qū)動(dòng)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作，也可以用于欠驅(qū)動(dòng)機(jī)器人的實(shí)驗(yàn)研究，全驅(qū)動(dòng)與欠驅(qū)動(dòng)功能間的轉(zhuǎn)換簡(jiǎn)單、方便，通過安裝、卸去驅(qū)動(dòng)器就能輕松實(shí)現(xiàn)，但是關(guān)于機(jī)器人系統(tǒng)開發(fā)的軟件并不多，所以需要自行開發(fā)了可以實(shí)現(xiàn)全驅(qū)動(dòng)/欠驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換的機(jī)器人智能控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)軟件。本文采用固高多功能四自由度機(jī)械臂作為實(shí)驗(yàn)平臺(tái)機(jī)器人，該機(jī)器人有四個(gè)串聯(lián)關(guān)節(jié)，可以完成單軸點(diǎn)動(dòng)，多軸聯(lián)動(dòng)兩種運(yùn)動(dòng)模式，主要用于研究不同控制算法對(duì)于機(jī)器人結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)特性的影響等

2、實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作。本文完成了機(jī)器人智能控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)軟件的需求分析、軟件結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)、模塊詳細(xì)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)、軟件測(cè)試。
　　首先根據(jù)軟件需求以及需求分析原理，從需求三個(gè)不同層次，詳細(xì)的描述和分析本課題所要開發(fā)的軟件的需求，為實(shí)驗(yàn)平臺(tái)軟件的全局架構(gòu)設(shè)計(jì)以及局部模塊化設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。
　　采用多線程技術(shù)、高精度定時(shí)技術(shù)以及組件技術(shù)實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)軟件定時(shí)功能以及VC與MATLAB相互調(diào)用方法，明確了系統(tǒng)硬件環(huán)境、軟件開發(fā)工具

3、以及開發(fā)平臺(tái)。將控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)軟件劃分為模塊，確定各個(gè)模塊需要實(shí)現(xiàn)的功能，進(jìn)而對(duì)軟件的軟件結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)流程進(jìn)行設(shè)計(jì)。
　　針對(duì)劃分好的模塊分別進(jìn)行功能的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。首先，建立了2R機(jī)械臂的動(dòng)力學(xué)模型，給出了位置反解算法，完成系統(tǒng)建模模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn);其次，根據(jù)PID控制以及模糊控制理論，設(shè)計(jì)基于模糊PID控制的模糊控制器，完成了控制仿真模塊的實(shí)現(xiàn);再次，描述了COM組件模塊的配置與生成，實(shí)現(xiàn)在VC程序中調(diào)用，完成了組件模塊的需求;

4、最后，通過GT400系列函數(shù)庫完成主機(jī)與運(yùn)動(dòng)控制器之間的通訊模塊設(shè)計(jì)。
　　最后詳細(xì)介紹了軟件界面設(shè)計(jì)情況，各個(gè)功能模塊的操作。提供了控制系統(tǒng)軟件的實(shí)現(xiàn)。運(yùn)行測(cè)試報(bào)告并對(duì)報(bào)告進(jìn)行分析。證明控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)軟件能夠與控制系統(tǒng)硬件一起控制機(jī)器人正常運(yùn)行，完成工作任務(wù)。
　　本文所提出的核心技術(shù)以及模糊PID控制算法，在智能控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上全部得以實(shí)現(xiàn)，可以用于實(shí)際多功能四自由度機(jī)械臂的控制，并且能夠通過控制實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證文中提出的模