基于Matlab的开放式六自由度机器人控制系统研究

针对工业机器人控制系统算法封闭的现状,自主设计了一套基于Matlab的开放式六自由度机器人实时控制系统,采用模块化分布式的控制方式,上、下位机以CAN总线进行实时通信,上位机运用基于模型设计的流程进行机器人控制器的开发;下位机以DSP为主控制器,设计6个机器人关节驱动器.控制系统将机器人正运动学、逆运动学、轨迹规划以及通信算法全都融入其中,并且本开放式平台将系统仿真、研发设计、功能测试等环节都统一在Matlab环境中,提高了开发效率.通过仿真和试验验证,该平台能够较好地控制六自由度机器人,具有实时控制、实时监测的功能,并兼具良好的开放性能.     

基于以太网的设备电源远程控制系统设计

为使工业现场设备电源实现网络控制,设计了一款基于STM32的网络电源控制系统,给出了系统软硬件设计方案。系统采用主控制器STM32F103及以太网控制器ENC28J60进行网络互联,采用μIP协议栈进行网络数据通信。进行了网络电源控制测试实验,结果表明可通过以太网对设备电源进行远程控制,并可接收工业现场实时信息数据。与传统电源控制系统相比,本系统具有智能化、集成化、远程化的特点。     

基于ARM的工业以太网控制器的设计与应用

为了满足工业控制系统对实时性和可靠性的较高的要求,必须提高工业以太网控制器的性能.以μC/OS-Ⅱ为嵌入式操作系统,采用ARM7处理器作为嵌入式TCP/IP协议实现的核心,提出了基于ARM的工业以太网控制器的设计方法.给出了工业以太网控制器的硬件结构,完成了RAT8019AS与LPC2210构成的以太网接口连接的硬件设计,提出了嵌入式TCP/IP协议栈的实现方案.完成了建立了基于EasyARM2200教学平台的工业以太网炉温控制系统,给出了炉温控制策略与软件设计,纠正了传统PID控制规律对炉温进行控制的缺陷.     

基于GE PAC的长袋脉冲除尘控制系统设计

针对市场上传统的脉冲袋式除尘器控制器在实际应用中存在的灵活性差、可靠性低的问题,研发基于GE PAC的长袋脉冲除尘控制系统,该控制系统以美国GE公司PACSystems Rx3i CPU320为控制器,使用GE i FIX作为上位机软件,通过工业以太网完成与控制器通信,实现对整个大型布袋除尘器系统的运行测控与实时监控。     

基于DSP的大功率多轴控制系统

针对一般特种机器人的功能特性和作业特点,建立了基于TMS320F2812和高电流PN半桥驱动芯片BTS7960的大功率多轴控制系统,并对控制系统的驱动电路、电流采样电路、位置检测模块、CAN总线通信电路等进行了分模块设计.设计过程中充分利用TMS320F2812的片上资源,提高了机器人控制系统的稳定性和可靠性,减少了控制系统的体积和功耗.在机器人控制系统软件设计方面,利用C语言完成了主程序及相关中断子程序的编写.通过相应的电机控制实验,对DSP(digital signal processor)大功率多轴控制器进行了功能测试.测试结果表明,该系统性能可靠、集成度高,能够很好地满足一般特种机器人的控制要求.     

基于VC++与PMAC的机器人控制软件的开发

以IPC+DSP作为六自由度工业机器人的控制器,设计了一种基于可编程多轴控制器PMAC(ProgrammableMulti-Axis Controller)的开放式机器人控制系统.采用Visual C++编制控制程序,将机器人系统中管理、控制功能的实现分为若干个模块,负责底层伺服驱动的函数利用PMAC运动语言编写,可直接调用.整个控制软件能完成数据及运动状态显示、伺服驱动、机器人路径规划及定位等任务.实践证明该机器人控制系统运行平稳.     

基于TwinCAT3的一种开源机器人控制系统设计

目前主流工业机器人为封闭式控制结构,存在不开源、二次开发难的问题,因此设计一种基于倍福自动化控制软件（the windows control and automation technology, TwinCAT3）的跨平台、可移植性好的机器人控制系统架构。该架构包含视觉、运动控制和算法集成与仿真控制模块,采用倍福自动化设备规范（automation device specification, ADS）通信技术和实时工业以太网总线技术（ethernet for control automation technology, EtherCAT）,建立以PC 计算机（personal computer, PC）和倍福控制器为EtherCAT主站,控制多组从站执行器的一主多从工作模式。该模式结合离线与在线控制、集成数字孪生技术,完成虚拟样机与物理样机的联动;采用开源可扩展架构,便于视觉算法、智能算法等算法集成。经实验验证,此架构具有拓展性好、实时性强的特点。     

Delta机器人控制系统研究

随着Delta机器人的迅速发展,其应用范围越来越广,对控制系统性能的要求也越来越高。为满足复杂的工业环境需求,提高控制器的开放性和通用性,设计并测试了一种开放式Delta机器人控制系统。系统硬件方面以微控制器STM32F103ZET6和运动控制芯片MCX514为核心芯片,并基于STM32F103ZET6配备了USB接口和以太网接口,以满足不同的接口需求。软件方面分别使用C语言开发上位机,采用串口和以太网协议作为通信协议。该控制系统成本低、开放性强。试验结果证明,系统精度高,运行稳定,能准确控制机器人进行连续运动。     

嵌入式毛巾织机送经卷取和起毛集成控制器的设计

设计了基于ARM(advanced RISC machines)微控制器的送经卷取和起毛集成控制器.采用μC/OS-Ⅲ嵌入式实时操作系统,基于CANopen从站协议,控制器通过CAN总线和主控制系统进行实时通信.开发了基于RBF(radial basis function)神经网络整定的PID(proportion integration differentiation)张力控制算法,完成了天经轴、地经轴、卷取辊和起毛凸轮4个伺服电机的实时同步控制.调试运行结果表明,该送经卷取和起毛集成控制器可解决当前国内毛巾织机存在的纬密和张力控制不均等问题,满足了毛巾织机的高速化、数字化和智能化等发展要求.     

基于DSP的机械振动信号实时以太网数据传输技术

为了实现工业现场机械振动信号就地采集的实时数据传输,并根据多测点厦大数据量数据采集的需要,提出了一种基于DSP控制的RTL8019AS实现机械振动信号实时以太网数据传输的设计方案．高速的DSP完成A／D芯片采集的数据的UDP和IP数据包的封装并通过对网络控制器RTL8019AS的寄存器的控制完成数据的实时传输．并根据需要精简了以太网的帧协议、TCP／IP协议,解决了以太网控制芯片RTL8019AS与DSP的接口技术,以及实现TCP／IP协议通信的技术,并进行了系统的调试与验证,     

基于ARM的远程控制器应用开发

近年来,随着物联网技术的不断发展与完善,现已广泛应用于人类生活的各个领域.为了实现远程智能化监控就必须借助于远程控制终端,因此高效率、高可靠性、低成本、通用性强的物联网控制器的设计尤为重要,结合国内外发展状况,提出了以LPC2368微控制器为核心的远程控制器开发与应用,控制器硬件电路包括基于ARM7TDMI-S内核的LPC2368微控制器,电源模块,电流、电压采样模块,人机交互模块、继电器驱动控制模块、GPRS模块、DM9161A以太网模块等,通过GPRS模块或者DM9161以太网芯片实现远程控制,使其作为控制终端应用于不同的控制系统中.     

利用PAC的教学楼智能化控制系统的设计

基于可编程自动化控制器(PAC)和数据采集与监视控制(SCADA)等组态软件,设计教学楼的智能化控制系统.上位机采用SCADA和iFIX组态软件,应用多线程的COM组件;下位机采用Pacsystem Rx3i器件,用户可以灵活选择构建系统所使用的模块;上位机和下位机之间采用Genius,Profibus DP和工业以太网等总线协议,中央控制总站与各个分控室模块通过网络总线进行通信.设计的控制系统有自动和手动两种切换的模式,可通过触摸屏进行选择.     

基于实时以太网的风机远程控制

针对工业现场常见的远程控制系统实时性差的问题,采用实时以太网技术和虚拟仪器相结合的方法,并结合光纤传输技术,给出了一种基于实时以太网的远程控制系统实现方法.实验结果表明,与目前常用的PLC（可编程逻辑控制器）远程控制系统相比,基于实时以太网的远程控制系统可靠性高、实时性好、抗干扰能力强,在大型工业现场的远程控制中具有较大的应用价值.     

工业以太网在现场总线控制系统中的应用

分析工业以太网现场总线控制系统中的应用,通过工业以太网把所有的现场设备、控制器件和计算机工作站集成为一个高度可靠、低功耗和实时的控制系统;并通过 micro_I/A 现场级控制子系统,进行逻辑控制、批量控制和连续控制。实践表明工业以太网的介入使现场总线能更好的满足实时控制的要求,最大限度使用了数字化通讯和分布式计算技术。     

热连轧主传动设备状态监测诊断网络化系统设计

针对某钢铁公司热轧板厂的热连轧主传动系统,设计开发了一套基于RS485总线与工业以太网的网络分布式设备状态监测与故障诊断系统.研究了网络化系统的结构、组成.解决了网络化系统中带RS485接口智能数据采集模块的通信,服务器、客户端、LED显示屏等通过以太网的通信,可编程控制器(PLC)和服务器构成的点对点的通信问题.实现了热连轧主传动系统24个径向跳动点和12个轴向窜动点实时信号的同步采集和数据库存储.该系统在现场运行良好,为轧机急停、传动跳闸及提高板材质量提供了可靠依据.     

基于以太网的现场网络化控制系统

为使分布在不同地域的现场控制设备和控制系统有机地连接成一体,达到宽广地域的远程监视与控制,提出了基于以太网的现场网络化控制系统.该系统设计采用以太网作为现场设备之间的通信网络,在研究基于以太网的现场网络化控制系统结构的基础上,开发了现场网络化控制系统可视控制组态平台和现场网络化控制系统可视监控组态平台.该系统具有成本低、结构简单、可靠性高、控制分散,可实现真正的"E网到底"控制等特点,能够组成开放式自动化控制系统;因而可克服以往集散控制系统和现场总线控制系统的局限性,大大降低控制系统的成本、提高控制系统的性能,并获得优良的性能价格比.该系统的研究与开发,可应用于缩短工业控制系统的开发周期.     

基于UMAC的工业机器人运动控制系统设计

文章建立了RB 08型工业机器人D-H模型,对机器人的运动学求解进行了分析;设计了一种基于工业控制计算机(IPC)和运动控制器(UMAC)的模块化分布式机器人控制系统,搭建了机器人运动控制系统硬件平台,完成了控制系统的人机界面、路径规划、示教在线和运动学求解等功能模块的软件设计;最后,针对RB 08机器人工作空间内的2个相邻位置点,进行了笛卡尔空间内的三次样条轨迹规划实验,验证了系统软件的各模块功能软件,同时得到了关节空间内各关节分别采用直线插补和样条插补时的位置跟随误差。     

仿生球形两栖机器人多机协同控制系统设计

为了实现球形两栖机器人的多机协同控制系统,利用无线控制的方式,实现上位机对多台机器人的编队控制及远程控制,从而对球形两栖机器人进行组队完成作业规划并统一控制。通过对通信控制协议的编写,拟建立XBee通信模块与单片机之间的系统连接,并且XBee模块之间也可以进行通信,编写串口通信协议,通过上位机对多个球形两栖机器人进行一对多的多机协同控制。上位机采用图形化的编程软件LabVIEW给无线通信模块XBee的发射端发送控制信号,对下位机上装有XBee模块接收端的多机器人进行协同控制。实验证明,本文设计的多机协同控制系统能对多个机器人进行协同控制,实现不同机器人完成不同任务并协同工作的要求。     

小型爬壁机器人系统设计与应用

针对一种小型的双足爬壁机器人,设计开发了基于DSP2812处理芯片的控制系统.该机器人系统采用双足真空吸盘式结构和用3个电机驱动5个关节的欠驱动结构.双足真空吸盘式结构使其可以在光滑的墙面和天棚行走,又能够在交接面之间完成跨步行走.而欠驱动结构减少了电机的数目,从而减小了机器人的尺寸和降低了机器人的质量和能量消耗,但它也给机器人的控制和运动规划带来了新的挑战.已完成的系统设计包括运动模式设计、关节控制、通信模块设计和吸盘足控制等.实验结果证明了所提出方案的可行性.     

基于工业以太网的分布式控制系统的通信研究

本文首先对比了DCS和现场总线技术的优缺点,然后分析了工业以太网的优势,并对所设计开发的基于工业以太网的分布式控制系统的通信部分进行了研究,给出了通信软件设计的技术和细节.