基于CANopen協(xié)議的全向移動機器人控制系統(tǒng)設計與實現.pdf

1、全向移動機器人具有運動靈活、執(zhí)行效率高等優(yōu)點，廣泛應用于裝配生產、倉儲物流等行業(yè)?？刂葡到y(tǒng)設計是全向移動機器人研發(fā)的關鍵技術之一，隨著機器人性能要求提高，控制系統(tǒng)朝著更加智能化、開放化的方向發(fā)展。本文以麥克納姆輪式全向移動機器人為研究對象，開發(fā)基于實時操作系統(tǒng)和CANopen協(xié)議的分布式控制系統(tǒng)，提高系統(tǒng)的實時性、可靠性和可擴展性。論文的主要工作和成果如下:
　　1.針對該型全向移動搬運機器人，以ARM處理器STM32F103為核

2、心設計專用主控單元，集成遙控控制、平臺升降、障礙物檢測、電量監(jiān)測等功能;在原有設計基礎上改進驅動單元，并基于CAN總線構建分布式控制體系。
　　2.移植CANopen協(xié)議，圍繞網絡管理報文、服務數據對象、過程數據對象、特殊功能對象進行通訊機制分析和程序實現;結合控制系統(tǒng)功能要求，設計對象字典，建立完善的主從節(jié)點通訊協(xié)議;在主控單元、驅動單元硬件平臺上分別進行主、從節(jié)點的軟件設計，實現節(jié)點的初始化、狀態(tài)切換、SDO配置、PDO傳輸及

3、NMT管理等功能，實現完整的CANopen應用層協(xié)議。
　　3.移植RTX實時操作系統(tǒng)，嵌入CANopen內核功能，基于模塊化的思想，將復雜的功能封裝成各個任務，利用操作系統(tǒng)的任務調度和管理功能，實現系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。
　　4.在上述研究基礎上，搭建通信實驗平臺驗證系統(tǒng)性能，使用CAN分析儀監(jiān)測和分析CANopen節(jié)點通信過程及報文內容，并在機器人上搭載本套控制系統(tǒng)進行實物測試。試驗表明，主從節(jié)點間通信收發(fā)正常，主節(jié)點管理能力