基于Rabbit的微小型水下机械手关节伺服控制研究

论文摘要

水下机械手是水下机器人执行水下作业的重要工具,探索和研制性能优良、控制准确的水下机械手控制器对于机械手按照工作要求完成各项任务意义重大。目前,国内外关于水下机械手的控制系统已有很多的研究和实例。本文针对某具体的微小型水下机械手完成了三关节驱动电机的选型、驱动控制电路的研制以及控制程序的初步设计和编写。其中选择的电机经过现场测试,能够满足机械手的工作要求,并且效果良好;驱动控制电路经过多次修改之后也能够非常稳定可靠地完成驱动控制功能,并且提出了一些比较新颖的电路设计和芯片使用方法,试验效果良好;基于Rabbit3000所编写的控制程序,结构紧凑、思路清晰,经调试,发现其控制实时性好,可靠性高,能够很好地配合硬件电路驱动机械手完成各项工作任务。论文总共分为六章,第一章为绪论,介绍课题的研究意义、背景来源和国内外研究现状;第二章为机械手本体介绍和电机选型;第三章为驱动控制电路研制,选用了带电流截止环的位置负反馈结构,采用单片机加控制芯片实现电机的控制功能,采用H桥电路作为电机的驱动电路。第四章基于Rabbit3000微处理器,选用嵌入式实时操作系统μC/OS-II进行了控制程序的设计。第五章为系统调试,分别进行了机械手的单项调试试验和电机空载情况下的硬件电路仿真抓取试验。第六章为总结。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题的研究意义
• 1.2 课题背景及课题来源
• 1.3 国内外水下机械手伺服驱动技术概况
• 1.4 本文的主要工作
• 2 微小型水下机械手及电机选型
• 2.1 微小型水下机械手机械本体
• 2.2 关节电机选型
• 3 电机驱动控制电路研制
• 3.1 电路方案设计
• 3.2 电路主要芯片选择
• 3.3 电路原理分析
• 3.4 电路设计成果展示
• 4 软件控制程序设计
• 4.1 实时操作系统μC/OS-II
• 4.2 编译平台Dynamic C
• 4.3 控制程序
• 5 试验
• 5.1 机械手本体试验
• 5.2 电机遥控试验
• 5.3 仿真抓取试验
• 6 总结
• 致谢
• 参考文献
• 附录Ⅰ
• 附录Ⅱ