非标数字装备通用控制器运动控制技术研究

论文摘要

本文围绕非标数字装备通用控制器的运动控制技术,从非标数字装备运动控制系统的体系结构、操作机运动学分析、轨迹生成等方面进行了研究。结合非标数字装备对通用控制器的需求,分析了通用控制器软硬件结构;比较现有的运动控制体系结构,提出了基于PC104的分布式运动控制体系结构;利用D-H法建立工业现场大量应用的非标数字装备操作机运动学模型,并利用代数法进行了求解,基于动态链接库技术编写了运动学正反解动态链接库,用户对模型的选择与输入的D-H参数作为参数传递给运动学函数,使得运动学模型与特定的操作机分离;分析了轨迹生成的关节空间法和直角坐标空间法,对加减速控制技术进行了分析比较,提出了基于三次样条函数的通用插补算法。本文为进一步研究基于PC104的非标数字装备运动控制系统软、硬件设计提供了一个总体框架;实现了运动学模型的通用化,提高了编程效率;为加减速控制方式的选择提供指导,为非标数字装备通用控制器的插补器软硬件设计提供了理论依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题来源
• 1.1.1 课题背景
• 1.1.2 目的意义
• 1.2 运动控制技术的国内外研究现状
• 1.3 运动控制技术的发展趋势
• 1.4 运动控制中的关键技术
• 1.5 本文的主要研究内容
• 第二章 非标数字装备运动控制系统体系结构
• 2.1 非标数字装备通用控制器
• 2.1.1 通用控制器硬件结构
• 2.1.2 通用控制器软件模块
• 2.2 非标数字装备运动控制系统体系结构
• 2.3 本章小结
• 第三章 非标数字装备操作机运动学分析
• 3.1 操作机运动学分析概述
• 3.1.1 连杆参数
• 3.1.2 连杆坐标系
• 3.1.3 A 矩阵
• 3.2 非标数字装备操作机参数化模型的建立
• 3.2.1 二自由度操作机运动学分析实例
• 3.2.2 三自由度操作机运动学分析实例
• 3.3 运动学动态链接库
• 3.3.1 DLL 概述
• 3.3.2 DLL 的创建
• 3.3.3 DLL 的调用
• 3.4 本章小结
• 第四章 轨迹生成
• 4.1 轨迹生成概述
• 4.1.1 关节空间法
• 4.1.2 直角坐标空间法
• 4.2 加减速控制技术
• 4.2.1 梯形速度曲线
• 4.2.2 S 形曲线
• 4.3 插补技术
• 4.3.1 插补概述
• 4.3.2 三次样条函数插补
• 4.4 插补仿真
• 4.4.1 Matlab 简介
• 4.4.2 三次样条函数插补仿真
• 4.5 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢