基于stm32的機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)控制分析設(shè)計(jì)-全文預(yù)覽
【正文】 組成部分。電源模塊：機(jī)械臂控制系統(tǒng)采用雙電源供電模式， DCDC 可調(diào)降壓模塊實(shí)現(xiàn)供電。（2）控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。電機(jī)驅(qū)動(dòng)舵機(jī)內(nèi)部的齒輪組，其輸出端帶動(dòng)一個(gè)線(xiàn)性的比例電位器作為位置檢測(cè)，該電位器把轉(zhuǎn)角坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為一比例電壓反饋給控制線(xiàn)路板，控制線(xiàn)路板將其與輸入的控制脈沖信號(hào)比較，產(chǎn)生糾正脈沖，并驅(qū)動(dòng)電機(jī)正向或者反向的轉(zhuǎn)動(dòng)，使齒輪組的輸出位置與期望值相符，令糾正脈沖最終趨于為0，從而達(dá)到使伺服電機(jī)的精確定位[17]。本課題研究的機(jī)械臂控制系統(tǒng)采用單CPU 集中控制方式，系統(tǒng)框圖如下：計(jì)算機(jī)JLink仿真器舵機(jī)關(guān)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)STM32關(guān)節(jié)控制系統(tǒng) 機(jī)械臂控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖計(jì)算機(jī)用于完成整個(gè)系統(tǒng)的管理、發(fā)送指令、運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃等。（3）二級(jí)主從式控制方式：該控制方式需要主從兩個(gè)CPU，即上位機(jī)和下位的單片機(jī)兩層結(jié)構(gòu)。從計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)、控制方式方面來(lái)劃分，機(jī)械臂控制器大約可分為3種：?jiǎn)蜟PU 集中控制方式、多CPU 分布式控制方式、二級(jí)CPU 主從式控制方式。自由度越多的機(jī)械臂，具有更大的運(yùn)動(dòng)的靈活性，通用性也越強(qiáng)，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，難以實(shí)現(xiàn)。要盡可能減小機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)部分的質(zhì)量。為了避免機(jī)械臂在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中發(fā)生較大的形變，要合理選擇手臂的截面形狀。這樣只要知道關(guān)節(jié)變量θ1,θ2,θ3和,θ4的值，就可以完全確定機(jī)器人手爪的位置和姿態(tài)。,θ3=90176。由矩陣(1）可知：連桿變換依賴(lài)于四個(gè)參數(shù)和，其中只有一個(gè)參數(shù)是變化的，對(duì)于本文所研究的機(jī)器人，顯然只有為變量，其余三個(gè)參數(shù)為常量。用齊次坐標(biāo)來(lái)描述機(jī)器人各連桿相對(duì)于參考坐標(biāo)系的空間幾何關(guān)系；用44的齊次變換矩陣來(lái)描述相鄰兩桿的空間幾何關(guān)系；從而推導(dǎo)出機(jī)器人手爪坐標(biāo)系相對(duì)于參考坐標(biāo)系的空間位姿關(guān)系，利用該法得到的DH參數(shù)如表1所示。機(jī)器人控制的目的就在于它能快速確定位置，這使得機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)正逆解問(wèn)題變得更為重要。在軟件設(shè)計(jì)方面，按照模塊化的設(shè)計(jì)思想將控制程序分為初始化模塊和運(yùn)行模塊，并分別對(duì)各個(gè)模塊的程序進(jìn)行設(shè)計(jì)。 經(jīng)過(guò)仔細(xì)的分析和研究之后，我選擇的是STM32單片機(jī)進(jìn)行控制，而自由臂選擇工業(yè)中常見(jiàn)的四自由臂進(jìn)行設(shè)計(jì)和建模分析，運(yùn)動(dòng)的控制選用舵機(jī)進(jìn)行控制。 機(jī)器人測(cè)控課程設(shè)計(jì)機(jī)器人測(cè)控技術(shù)大作業(yè)課程設(shè)計(jì) 課程設(shè)計(jì)名稱(chēng)：基于STM32的機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)控制分析設(shè)計(jì) 專(zhuān) 業(yè) 班 級(jí) ： 自動(dòng)1302 學(xué) 生 姓 名 ： 張鵬濤 學(xué) 號(hào) ： 201323020219 指 導(dǎo) 教 師 ： 曹毅 課程設(shè)計(jì)時(shí)間： 2016428～2016516 指導(dǎo)教師意見(jiàn)：成績(jī):簽名： 年 月 日目錄摘要 1第一章 運(yùn)動(dòng)模型建立 2 言 2 2 4第二章 機(jī)械臂控制系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì) 5 5 5 6 6 6 7 7第三章 機(jī)械臂控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 8 8 9 9 9 10 10 JTAG調(diào)試電路 11 12 13第四章 機(jī)械臂控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 14 14 14 SysTick定時(shí)器 15 TIM定時(shí)器 16 17 17總結(jié) 19參考文獻(xiàn) 20附錄A 21附錄B 22I設(shè)計(jì)要求： 設(shè)計(jì)一個(gè)兩連桿機(jī)械臂，具體參數(shù)自行設(shè)計(jì)，建立其運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，然后在此基礎(chǔ)上完成該機(jī)械臂兩點(diǎn)間的路徑規(guī)劃，并給出仿真結(jié)果。作為當(dāng)今科技領(lǐng)域研究的一個(gè)熱點(diǎn)，提高機(jī)械臂的控制精度、穩(wěn)定性、操作靈活性對(duì)于提高其應(yīng)用水平有著十分重要的意義。然后按照結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)的思想，依次對(duì)以上各部分的原理和設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了分析和探討，給出了實(shí)
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