六自由度機械臂分布式控制系統(tǒng)的設計與研究.pdf

1、隨著科學技術的發(fā)展和社會的進步，機器人的應用越來越普及，已逐漸滲透到工業(yè)生產和制造，日常生活及教育娛樂等各個領域。機械臂是機器人最主要的執(zhí)行機構，具有時變、強耦合、非線性等特點。機械臂控制系統(tǒng)的設計問題不僅具有普遍的工程意義，還具有深入的理論意義。
　　本課題針對863計劃“仿人形機器人技術與系統(tǒng)”項目中的六自由度機械臂，提出了基于RS-485總線的分布式控制器的解決方案。系統(tǒng)利用PC機作為監(jiān)控主計算機，采用DSP實現(xiàn)各關節(jié)電機的

2、位置控制，設計了分布式控制系統(tǒng)的通訊協(xié)議，實現(xiàn)了對各個電機的監(jiān)控。采用Denavit-Hartenberg參數(shù)法建立了機械臂的運動學方程，推導出逆運動學的解析表達式。分別設計了機械臂末端關節(jié)空間和笛卡爾空間的軌跡規(guī)劃算法。在關節(jié)控制器DSP上實現(xiàn)了電機的位置和速度閉環(huán)控制，還對分布式控制系統(tǒng)進行了實驗研究。
　　實驗結果表明，六自由度機械臂運動學模型以及軌跡規(guī)劃算法正確、可靠，分布式控制系統(tǒng)通過RS-485總線能夠實時控制各關節(jié)電