LabVIEW车载机器人一体化平台上位机系统设计+CAD图纸(3)
时间:2020-03-10 10:17 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
1.3本论文的主要工作内容 本文研究智能车载机器人一体化平台上位机系统，该系统应具有信息处理能力强、开放程度高、人机交互友好、控制精确、通用性好等特点，为机器人多电机的伺服调试提供支持。 本文主要研究以下内容： （1）智能车载机器人一体化平台总体设计 在充分调研国内外机器人及运动控制调试平台的基础上，确定PC机+控制器的总体设计方案。系统控制器采用51系列单片机进行电机控制，并通过无线蓝牙与PC机进行通信，以满足数据传输的实时性、稳定性和灵活性等要求。上位机调试界面可完成参数设置、波形显示等管理任务，下位机控制程序主要完成对运动控制平台控制功能的实现。本文主要研究上位机系统，平台其他部分的设计由同组成员负责。 （2）运动控制方案设计 由于机器人要求多电机协调运动，且控制过程比较复杂，所以对控制算法的实时性、抗干扰性提出了严格的要求，因此运动控制方案需要满足机器人调试的要求。 （3）平台的多种实验 为了检验性能，需要进行多种实验，如多轴协调控制等。多轴协调控制，可以验证机器人各关节运动的协调性等。 本文的内容结构安排如下： 第一章：绪论。主要介绍了本课题的研究背景、研究现状以及本课题要完成的工作。 第二章：智能车载机器人一体化平台的总体设计方案。开始先分析完成机器人电机运动控制的主要需求，接着根据需求谋划分布式机器人多电机协同控制的总体设计方案，然后介绍系统的控制系统和软件部分设计方案。 第三章：上位机界面的设计。分析任务需求，建立与之相符的人机界面。 第四章：在本调试平台上进行智能车载机器人机械臂的多轴调试实验。进行了底盘电机速度模式与机械臂位置模式协同调试的实验，验证调试平台的性能。 第五章：结束语。对本课题做出总结，列出其中的不足和改良之处。 第二章 总体方案 针对智能车载机器人一体化平台的功能需求，本章提出了智能车载机器人一体化平台的总体设计方案，在对该平台需求分析基础上确定总体设计结构，并对系统的硬件结构和软件设计进行详细阐述。 2.1智能车载机器人一体化平台的需求分析 智能车载机器人一体化平台要完成机器人运动控制的多种调试实验，该系统需具备以下能力： （1）协同控制能力：该平台面向机器人协同控制的调试需求设计，针对机器人协同控制系统的多关节性、控制精确性、高实时性等要求，智能车载机器人一体化平台有如下要求：精确的控制性能，为确保机器人的各关节位置控制精确；还有实时性要求，机器人在移动过程中对控制的实时性要求很高，需要有极快的响应以及足够短的控制周期（通常是ms级）。 （2）状态反馈能力：智能车载机器人一体化平台的状态反馈能力指的是上位机系统对机器人运动状态数据的获取能力。机器人运动状态信息主要包括各电机速度、位置信息等，是通过机器人各电机的传感器获取的。为了获取机器人运动状态数据，智能车载机器人一体化平台有如下要求：多传感器数据的获取能力，需要周期地对传感器数据进行获取，发给上层调试界面以便机器人运动控制调试。 （3）监控分析能力：即通过友好的人机交互界面，调试机器人的一个或多个电机，需监控机器人上各电机的运动状态。要实现智能车载机器人一体化平台的监控分析，有如下要求：首先是稳定可靠的通信，上位机系统要与控制器建立稳定可靠实时的通信以及时获取传感器数据并将调试命令发送给控制器。其次是需设计实现一个人机友好的调试界面，实时显示机器人各电机状态信息，生成波形图供在线或离线分析。 (责任编辑：qin) |