基于USB接口的步进电机控制系统

采用AT89S52单片机为核心的基于USB接口的步进电机控制系统,通过USB接口与PC机进行数据传输,实现上位机对步进电机的控制。利用VisualBasic6．0提供的通信控件编写上位机界面,完成PC机与单片机之问的通信,可精确的控制x向、Y向步进电机,实现直线或圆弧插补。     

模块化自重构机器人蠕虫构型的运动控制

提出了一种采用相对方位系数与标准构型步态控制表结合的控制策略,对由n(n≥4)个模块组成、模块放置方位变化的自重构机器人蠕虫构型进行运动控制.利用模块之间的分布式通信和上位机主控相结合的通信方式,构型中的各个模块根据与相邻模块的相对方位关系和标准步态表自行决定自身的运动序列,可以对蠕虫机器人进行实时控制.对2组由不同数目、不同方位模块组成的蠕虫构型的运动控制进行了实验.实验结果表明:该方法实现简单,可以针对模块数目不定、方位可变的自重构机器人蠕虫构型进行实时运动控制.     

结合STM32和FPGA的步进电机运动控制系统设计

研究并设计一种以STM32F103和FPGA为核心的步进电机运动控制系统,通过上位机完成对步进电机运动状态的控制,达到加减速、速度等级选择、方向控制等目的,实现系统的软硬件结合.采用增量式编码器完成电机位置的反馈,通过FSMC总线完成单片机与FPGA之间的通信,以Verilog HDL硬件描述语言为基础进行步进电机控制程序的编写.对系统的数据输送、驱动脉冲进行仿真,并且完成实际调试.结果表明,所设计的控制系统简单实用、效果良好且可移植性强.     

基于SERCOS-Ⅲ的工业机器人控制器设计

针对基于实时以太网的模块化、开放式工业机器人控制系统开发技术进行了研究,提出了基于SERCOS-Ⅲ实时以太网的工业机器人控制器软硬件体系架构,其中硬件设计以ARM cortex A8嵌入式处理器为机器人控制器的核心CPU,在其上搭建通用通信模块comX100-CA-RE作为SERCOS-Ⅲ的通讯主站;在软件设计方面,完成了comX通信模块在RT-Linux下的驱动程序开发,实现主、从站之间的实时通信,并完成了工业机器人的点动控制.将上述控制系统在多轴运动控制平台上进行了物理实验,其结果表明了所开发控制系统的有效性.     

基于DSP的GR-Ⅱ机器人控制器

在分析和研究GR-Ⅱ教学机器人原控制器的基础上,设计了1种能在机器人上研究、实现不同轨迹规划方法和控制算法的基于DSP的新型机器人控制器.该控制器以通用PC作为上位计算机,用6个DSP对机器人6个关节运动进行插补计算和伺服控制,采用高速CAN总线进行上位机与下位机之间的通讯,实现上位机和下位机的双速率运行,以适应复杂控制算法对计算时间和机器人运行性能与精度对高伺服频率的要求.同时,通过软件设计在上位机进行运动学、动力学计算,并据此修正下位机控制算法的PID参数,实现动力学近似补偿.     

基于单片机的小型上下料机器人机电综合设计

针对柔性制造单元的上下料任务,完成了小型5自由度机器人的机电综合设计与制作。在SolidWorks环境下,构建三维模型并完成了运动分析：以单片机作为控制器,为舵机提供控制信号,采用了一种新的多路PWM控制信号产生方法,可以精确地控制六路舵机的运动,实现对机器人的控制,完成了控制器的硬件夏软件设计;设计了上位机控制程序,并利用VB串口通信控件实现上位机与单片机的通讯。所设计的机器人,能完成多种物料的搬运任务,控制简单可靠。     

履带式机器人控制系统设计

根据研制的履带式机器人的结构特点和性能要求,设计了基于ARM DSP双核架构的控制系统。选用STM32F103VET6来完成电机的控制,采用TMS320DM642来完成图像的采集与处理,两芯片间采用I2C总线通信,通过无线网桥实现与上位机的通信。设计了对应的硬件系统和软件系统,并进行了实物样机调试实验, 实验结果表明,设计的控制系统工作性能稳定,通信可靠,动态响应性能良好,能够很好地满足履带式机器人的运动控制要求。     

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.     

DSP的串行通信接口应用

介绍了数字信号处理器TMS320F240的串行通信接口SCI模块,通过利用上位机(PC)的串行接口与下位机(监测单元)进行RS-232C通信,进行上位机与下位机之间的数据交换,实现计算机对现场的监测与控制。     

立式金属罐容积检定机器人控制系统设计

介绍了一种用于立式金属罐容积检定的爬壁机器人控制系统设计方案.爬壁机器人采用了非接触永磁吸附结合四轮驱动的方式实现壁面运动.其控制系统由上下位机组成,上位机控制系统主要完成爬壁机器人控制系统的管理、运动轨迹的规划、工作状态的实时显示、系统的安全诊断保护、运行、停止等;下位机控制系统则实现对运动的控制,由AT89C51微控制器为核心构成直流电机驱动电路、倾角检测电路、电源电路等模块组成.现场实验表明:该机器人不但运动灵活,而且解决了爬壁机器人运动偏斜的缺点.     

IEC60870-5-101规约的柱上开关控制器的设计

为提高柱上开关的智能化程度,对柱上开关控制器的通信模块进行设计,研究了IEC-60870-5-101规约在S3C2416柱上开关上的实现.采用Linux多线程编程技术,运用非平衡传输模式,结合柱上开关的工作特性,完成在Linux下的串口通信模块及IEC60870-5-101规约的程序编写,实现FTU与上位机(PC机)之间基于IEC60870-5-101规约的数据收发.测试表明:FTU与上位机能够可靠通信,实现遥测、遥信、遥控、遥调功能.     

基于PLC的控制系统在机器人码垛搬运中的应用

介绍了机器人码垛搬运生产线的一个基于PLC的控制系统应用实例。该系统采用工控机和PLC组成上下位机控制系统,上位机主要进行指令控制、数据信息管理等,下位机主要负责系统运行中的逻辑控制。上下位机之间采用自由口通信模式进行数据通信,用户可以自己制定通信协议,使系统控制更加灵活和方便。实际应用表明,该控制系统可以实现自动码垛搬运,运行可靠、稳定。     

基于LPC2132的蛇形机器人前端执行机构及控制系统设计

为了使蛇形机器人在不同地形环境下能更好地完成搜救任务,文中根据蛇形机器人的特点,从总体上设计了一种新型的前端执行机构。针对传统的蛇形机器人头部只有搜寻传感器无执行器的缺点,提出采用4自由度的正交机械臂作为前端执行器的方法,并以ARM7-LPC2132为控制器、L298N为电机驱动模块、液晶屏12864为人机交互界面搭建了系统的硬件平台。通过无线路由器WR703n可将天敏S608摄像头数据传至上位机进行视频监控、上位机可通过NRF24L01无线数传模块对下位机进行实时控制、温度测量、烟雾报警、机械臂除障等功能,从而可以进行复杂地形及位置领域的探测。系统程序软件采用C语言及C#编写。系统经过调试,可以实现对障碍物的夹取和搬运等预定功能。无线遥控距离可以达到100 m,而且通信效果稳定可靠。     

Modbus通信协议下的局部放电监测功能的实现

为实时监测电力设备的绝缘状况，以Modbus协议作为通信基础，设计与局部放电指示器通信的上位机软件，并在局部放电指示器的通信程序中编写协议。上位机通过RS485串口与局部放电指示器相互通信，利用Visual Studio 2017软件平台窗体应用程序中的应用模块搭建上位机界面，在模块中编写串口和Modbus通信程序，实现修改局部放电指示器的通信参数和读取局部放电检测结果的功能。试验证明，上位机能够与局部放电指示器稳定地进行数据交换，快速方便地修改通信参数，实时获取局部放电检测结果，监测设备运行状态。     

基于DSP的双直流电机控制系统设计

针对多电机同步控制系统中调速、换向等问题,基于自动控制技术,设计以PC机为上位机、DSP为下位机能够同时调节双直流电机转速和转向的,以及选择工作电机的控制系统。给出了控制系统相关硬件和软件设计,通过PC机与DSP之间的串口通信,采用上位机串口软件发送数字化控制指令给下位机,控制双直流电机完成一系列预设功能;采用PWM脉宽调制原理对电机的转速进行调节,利用光电编码器通过T法对电机转速进行测量,并通过实测波形显示电机转速。实验结果表明,该系统不仅能够实现双直流电机转速和转向的同步调节,而且可以对工作电机进行选择,达到了双直流电机同步控制的效果,具有一定的可靠性及有效性。     

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.     

下下位机多机通信在车辆传动实验台中的应用

针对现有车辆传动系统实验台实际情况：只能通过下位单片机8031对实验台进行控制，下位机采集的数据无法传送给上位机。作者提出了采取上下位机多机通信的方式，以充分利用下位机控制和数据采集功能来对实验台进行改造，实现上位机对加载设备电涡流测功机加载扭矩的自动控制，并接收下位机的数据。通过用VC＋＋编写标准32位动态链接库，对上位机8250寄存器直接读写，控制程序中可方便设置数据第9位，在不需要MSCOMM控件的条件下，实现了在WIDOWS环境下基于Visual Basic的上位机和多片8031单片机的正确通信，满足了该实验台进行液力变矩器台架实验的需要，使实验台改造投资大大减少，缩短实验时间。     

无线通信的LED电子屏设计

传统的LED电子屏采用线缆传输数据,存在工程布线复杂、设备维护不方便和工程造价高等问题。为解决以上问题,本文设计了基于无线通信技术的LED电子屏系统。该系统由上位机、无线通信模块、单片机控制模块和LED点阵屏等4部分组成。采用VC#语言编写上位机控制界面,实现对要显示内容的文字编辑、取模、转换、发送等操作;采用nRF24L01射频通信模块,将上位机的字模数据以无线方式发送给LED点阵屏;LED点阵屏采用STC15W4K单片机为控制核心,实现对字模数据的接收,并控制点阵屏对文字进行左移、右移、静态等不同模式显示。该系统具有一定的市场应用价值。     

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.     

多功能两栖生物型子母机器人系统研究

 对于水陆两栖及其过渡环境中狭小空间内的勘测,微小型水陆两栖机器人能够完成许多单一推进方式的机器人所无法完成的两栖任务,如水下管道的检测、珊瑚礁内鱼类的监测、水下岩缝中矿物采样等,因此需要一种能够具有微型结构、多功能运动模式、高位置精度、长续航时间等特点的机器人,以适应复杂两栖环境。提出一种两栖子母机器人设计方案。其中,两栖母机器人采用腿-矢量化喷水两栖推进,利用一套驱动系统实现两栖运动,以降低机构和控制的复杂度,增大其负载能力。两栖推进机构和机器人外形可以根据介质环境以及任务特点的改变,进行主动的形态与结构变化。微型子机器人由人工智能驱动器驱动,可以实现游行、爬行、转动、上浮/下潜、抓取等动作。母机器人和子机器人之间通过智能软缆线连接,实现子母机器人之间的通信及子机器人的回收。