工業機器人控制系統嵌入式伺服控制器設計-免費閱讀

　　

【正文】 7)錯誤管理邏輯：它按照 CAN協議完成錯誤界定。它位于 CPU和位流處理器 (BSP)之間，能存儲一條將在 CAN總線上發送的完整的報文，報文由 CPU寫入，由 SBP讀出。 RTR=1，為遠程幀 。而 82C250支持多達 110個節點，并能以 1Mbps的速率工作于惡劣電氣環境。 AD61AD72A L E / A S3/ C S4/ R D / E5/ W R6C L K O U T7V S S 18X T A L 19X T A L 210M O D E11VDD312T X 013T X 114AD528AD427AD326AD225AD124AD023VDD122V S S 221R X 120R X 019VDD218/ R S T17/ I N T16V S S 315 圖 SJA1000 引腳圖 6N137 光耦合器 工學學士論文 硬件設計與選型 6N137 光耦合器 (圖 )是一款用于單通道的高速光耦合器，其內部有一個 850 nm波長 AlGaAs LED 和一個集成檢測器組成，其檢測器由一個光敏二極管、高增益線性運放及一個肖特 基鉗位的集電極開路的三極管組成。這些功能都是圍繞信息幀傳送過程展開的。 在此基礎上，物理層主要取決于傳輸速度的要求。 在 “隱性 ”狀態下， VCAN_H 和 VCAN_L 被固定與平均電壓電平， Vdiff近似為零，此時 VCAN_H 和 VCAN_L 的標稱值為 。它在汽車領域上的應用是最廣泛的 ， 世界上一些著名的汽車制造廠商 ，如 BENZ(奔馳 )、 BMW(寶馬 )、 PORSCHE(保時捷 )、 ROLLSROYCE (勞斯萊斯 )和 JAGUAR(美洲豹 )等都采用了 CAN 總線來 實現汽車內部控制系統與各檢測和執行機構間的數據通信。這就保證不會出現象在 RS485網絡中 ， 當系統有錯誤 ， 出現多節點同時向總線發送數據時 ， 導致總線呈現短路 ， 從而損壞某些節點的現象。如果要確定 CAN 的殘余錯誤概率 ， 我們可將殘留錯 誤的概率作為具有 80～ 90 位的報文傳送時位錯誤概率的函數 ， 并假定這個系統中有5～ 10 個站 ， 并且錯誤率為 1/1000， 那么最大位錯誤概率為 1013 數量級。這種方法可以通過對出錯站統計評估來確定一個站本身的錯誤并進入一種不會對其它站產生不良影響的運行方法來實現 ，即站可以通過關閉自己來阻止正常數據因被 錯誤地 當成 不正確 的數據而被終止。 如果至少有一個站通過以上方法探測到一個或多個錯誤 ， 它將發送出錯工學學士論文 硬件設計與選型 標志終止當前的發送。 4)總線檢測 有時 ， CAN 中的一個節點可監測自己發出的信號。事實上 ， 它可以將發生的任何錯誤用信號發出。它的最后四個字節用來指明數據場中數據的長度 (DLC)。 對于主站的可靠性 ， 由于 CAN 協議執行非集中化總線控制 ， 所有主要通信 ， 包括總線讀取 (許可 )控制 ， 在系統中分幾次完成。所有標識符都有相同的兩位 01， 直到第 3 位進行比較時 ， 站 1 的報文被丟掉 ， 因為它的第 3 位為高 ， 而其它兩個站的報文第 3 位為低。 位仲裁 要對數據進行實時處理 ， 就必須將數據快速傳送 ， 這就要求數據的物理傳輸通路有較高的速度。當幾個站競爭總線讀取時 ， 這種配置十分重要。同時 ， 國際上一些大的半導體廠商也積極開發出支持 CAN 總線的專用芯片 。 片內比較器配合其他器件可構成單斜邊 A/D 轉換器。MSP430F449 的特點是 [7]： 1)低工作電壓： ~。其中，看 門狗可以使程序失控時迅速復位；比較器進行模擬電壓的比較，配合定時器可以設計為 A/D 轉換器；定時器具有捕獲 /比較功能，可用于事件計數、時序發生、 PWM 等；有的器件更具有兩個串口，可方便地實現多機通信等應用；具有較多的并行端口，最多達 68 條 I/O 口線，而且 I/O 口線具有中斷能力； 12/14 位硬件 A/D 轉換器有較高的轉換速率，最高可達 200 kbps，能滿足大多數數據采集應用；能直接驅動液晶多達 120 段。耗電電流 (在 ~400 uA 之間 )因不同的工作模式而不同；具有 16 個中斷源，并且可以任意嵌套，使用靈活方便；用中斷請求將 CPU 喚醒只要 6us，可編制出實時性特別高的源代碼；可將 CPU 置于省電模式，以用中斷方式喚醒程序。將處理后的信號通過 CAN總線上報給規劃器，使規劃器作出相應調整，以保證電機運轉的準確性，可靠性。控制器采用的參數自調整在線插值模糊控制算法可以實現誤差無限分檔和比例因子在線調整。 操作器是操作人員控制工業機器人的人際交互系統，在操作端，操作者通過操縱桿、鍵盤等人機交互設備發出命令， 一方面 這些控制命令通過通信環節送往遠端的機器人系統，另一方面通過 總線 通信，現場機器人的運動狀態信息都可以反饋到操作端 。再假設一個機器人有五個自由度，可以繞三個坐標軸旋轉，但只能沿 x 和 y 軸運動。然而，即使物體的位置已確定，仍有無數種方法來確定該物體的姿態。該系 統歸納起來分為兩大類：指令給定裝置和信息顯示裝置。末端操作器是直接裝在手腕上的一個重要部件，它可 以 是二手指或多手指的手爪，也可以是噴漆槍、焊具等作業工具。三大部分是機械部分、傳感部分和 控制部分 [3]。 1983年，美國 從日本進口的機器人占美國總數的 78%。在 1967~1974 年的幾年時間里，因為政府對機器人發展的重視不夠，且機器人處于發展初期，價格昂貴，適用性不強，所以發展緩慢。由于這些技術的發展，推動了機器人概念的延伸。 一般 認為 ， Unimate 和 Versatran 是世界上最早的工業機器人 (見圖 )。工學學士論文 緒論 該專利的要點是借助伺服技術控制機器人的關節，利用人手對機器人進行動作示教，機器人能實現動作的記錄和再現。示教再現機器人同盒式磁帶的錄放一樣，機器人將所教的操作過程自動地 記錄在磁盤、磁帶等存儲器中，當需要再現操作時，可重復所教過的動作過程。 極限作業機器人主要是指用在人們難以進入的核電站、海底、宇宙空間進行作業的機器人，也包括建筑、農業機器人等。 機器人學是人們設計和應用機器人的技術和知識 [1]。 controller。工學學士論文 摘要 摘要 隨著科技的發展，機器人越來越廣泛的 應用于工業和生活。 embedded工學學士論文 目錄 目錄 1 緒論 ........................................................................................ 1 機器人和機器人學 .....................................................................................1 機器人的分類 .............................................................................................1 工業機器人的發展 .....................................................................................2 2 設計概述 ................................................................................ 8 工業機器人的基本組成 .............................................................................8 機器人的自由度 .......................................................................................10 課題組總框架 ...........................................................................................10 控制器的功能及設計思路 .......................................................................11 3 硬件設計與選型 ..................................................................... 13 MPS430 單片機概述 .................................................................................13 CAN 總線接口設計 ..................................................................................16 光電編碼器的反饋信號 ...........................................................................35 伺服驅動器的控制 ...................................................................................38 4 系統軟件設計 ........................................................................ 44 集成開發調試環境 .....................................................................44 主程序設計 ...............................................................................................45 CAN 總線通訊程序設計 ..........................................................................47 5 設計總結 ................................................................................ 50 參考文獻 .................................................................................... 52 致謝 ........................................................................................... 54 工學學士論文 緒論 1 緒論 機器人和機器人學 人們從一開始制作物品時，就有用各種方式 制作機器人的想法。機器人系統不僅由機器人組成，還需要其他裝置和系統連同機器人一起來共同完成必需的任務。娛樂機器人包括彈奏樂器的機器人、舞蹈機器人、玩具機器人等 (具有某種程度的通用性 )，也有根據環境而改變動作的機 器人。示教方法有直接示教與遙控示教。這就是所謂的示教再現機器人，現有的機器人差不多都采用這種控制方式。這兩種工業機器人 的控制方式和數控機床大致相似，但外形特征迥異，主要有類似人的手和臂組成。 20 世紀 80年代，將具有感覺、思考、決策和動作能力的系統稱為智能機器人。此后，由于美國機器人協會、制造工工學學士論文 緒論 程師協會積極主動地進行機器人技術推廣工作，且美國為了高效生產，適應市場多變的需要，以機器人為核心的柔性自動化生產線恰好具有這些優點，所以機器人技術得以迅猛發展。 我國工業機器人的發展狀況 我國工業機器人起步于 20 世紀 70 年代初，經過 30 多年的發展， 90年代進 入了適用化期，先后研制出了點焊、弧焊、裝配、噴漆、切割、搬運 、包裝、碼垛等各種用途的工業機器人，并實現了一批機器人應用工程，形成了一批機器人產業化