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基于CAN总线的仿人机器人关节控制系统研究
时间:2015-03-14 浏览次数:756次 无忧论文网
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【中文题名】 基于CAN总线的仿人机器人关节控制系统研究 【英文题名】 Study on Humanoid Robot Joint Servo Control System Based on CAN-Bus 【中文摘要】 机器人是20世纪人类最伟大的发明之一,仿人机器人则是其中尖端技术的代表。机器人控制系统作为机器人运行的核心,其性能直接决定机器人的技术水平,因此对仿人机器人控制系统的研究具有重要的实际意义。本论文工作是清华大学“985”重点项目“拟人机器人技术及其系统研究”中的一部分,主要研究THBIP-I仿人机器人样机控制系统。论文首先考察了当前国内外仿人机器人控制系统的研究发展现状,并分析了仿人机器人控制系统的组成、层次结构及控制要求,就当前控制系统存在的不足,通过论证比较提出了基于CAN总线的分布式现场总线控制方案。然后结合THBIP-I 【英文摘要】 Humanoid robot, which is one of the greatest inventions in the 20th century, is the advanced representation of robot technique. As the core of the robot’s functions, the performance of control system decides the technical level of a robot directly, so the research on robot control system has an important practical meaning for development of humanoid robot technology. The work in this thesis is a part of the project “Humanoid Biped Robot Technology and Their Applications”, focused on control system of h 【中文关键词】 仿人机器人. CAN总线. 控制系统. 实验平台. 【英文关键词】 Humanoid robot. CAN-Bus. Control System. Experimental platform. 【论文级别】 硕士 【学科专业名称】 机械工程 【论文提交日期】 2004-05-01 中文摘要 3-4 Abstract 4-6 目 录 6-9 第1章 绪论 9-23 1.1 课题背景与来源 9-11 1.2 仿人机器人控制系统研究现状 11-18 1.3 当前仿人机器人控制系统特点及发展趋势 18-20 1.4 当前仿人机器人控制系统存在的问题 20-22 1.5 论文各部分主要内容 22-23 第2章 仿人机器人控制系统研究 23-51 2.1 仿人机器人控制系统 23-28 2.1.1 仿人机器人控制系统构成 23-25 2.1.2 仿人机器人控制系统层次结构 25-26 2.1.3 仿人机器人控制要求 26-28 2.2 控制系统结构选择 28-40 2.2.1 集中控制系统CCS 28-29 2.2.2 分布式控制系统DCS 29-32 2.2.3 现场总线控制系统FCS 32-35 2.2.4 当前控制系统的特点 35-36 2.2.5 影响控制系统可靠性的因素 36-38 2.2.6 仿人机器人控制系统结构的确定 38-40 2.3 控制系统通信方式选择 40-49 2.3.1 典型的现场总线 40-42 2.3.2 控制系统通信方式确定 42-45 2.3.3 CAN现场总线 45-54 2.4 基于CAN总线的仿人机器人控制系统 49-51 第3章 基于CAN总线的THBIP-I控制系统 51-67 3.1 THBIP-I仿人机器人控制系统设计 51-54 3.2 控制系统协调层 54-62 3.2.1 硬件实现 54-56 3.2.2 软件设计 56-62 3.3 控制系统执行层 62-67 3.3.1 硬件实现 62-65 3.3.2 软件设计 65-68 第4章 机器人关节平台控制系统实验 67-89 4.1 实验平台机械结构 67-68 4.2 实验平台控制系统 68-73 4.2.1 控制系统硬件结构 68-70 4.2.2 控制系统建模 70-73 4.3 实验平台控制系统软件 73-83 4.3.1 控制软件目标及设计思想 73-75 4.3.2 控制软件模块结构 75-77 4.3.3 控制软件工作方式 77-83 4.4 实验平台控制系统实验 83-87 4.4.1 数据通信测试 83-84 4.4.2 输入信号响应测试 84-110 4.5 控制系统实验结论 87-89 第5章 结论与展望 89-093 5.1 结论 89-90 5.2 展望 90-110 参考文献 093-97 附录1 关节实验平台装配图 97-99 附录2 CAN应用层核心源码 99-109 致 谢 109-109 声 明 109-110 本人简历 110-110 攻读硕士学位期间发表的学术论文 110-110
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