【文章內(nèi)容簡介】 形仿真等。（3）CJog類該類從CformView中派生，負(fù)責(zé)系統(tǒng)的手動(dòng)控制模塊，也是系統(tǒng)與PMAC通訊的重要的模塊之一。通過該模塊用戶可以實(shí)現(xiàn)X軸或者C軸的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、回零等操作。為了方便，在該類中設(shè)置了NC ON和NC OFF兩個(gè)開關(guān)，由他們來開啟或關(guān)閉系統(tǒng)與PMAC的通訊。NC ON開關(guān)負(fù)責(zé)與PMAC建立通訊聯(lián)系，下載相應(yīng)的變量設(shè)置程序和PLC程序，開啟控制面板。NC OFF開關(guān)正好相反，負(fù)責(zé)關(guān)閉相應(yīng)的PLC程序，關(guān)閉控制面板。在該類中，設(shè)置了一個(gè)多媒體計(jì)時(shí)器，每隔10毫秒從PMAC中讀取需要采集的多種數(shù)據(jù)，并且進(jìn)行相應(yīng)的處理和轉(zhuǎn)換后賦給相應(yīng)的變量。（4）CXCPos類該類從CformView中派生，主要負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的顯示X軸和C軸的位置。在系統(tǒng)啟動(dòng)之后，該類讀取通過Cjog類的多媒體計(jì)時(shí)器從PMAC中采集回來的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行相應(yīng)的處理，實(shí)時(shí)顯示在軟件界面上。通過該模塊，用戶可以實(shí)時(shí)的了解到當(dāng)前各軸的進(jìn)給位置。（5）CFNN類該類是根據(jù)模糊神經(jīng)網(wǎng)路的結(jié)構(gòu)和學(xué)習(xí)訓(xùn)練算法，利用C＋＋寫的類，無基類，用于構(gòu)建模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊，是系統(tǒng)控制算法的主要類之一。囊括了模糊神經(jīng)網(wǎng)路的初始化、模糊化、學(xué)習(xí)訓(xùn)練，仿真輸出的多種功能。（6）CFNNTain類該類從CDialog中派生，負(fù)責(zé)系統(tǒng)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)采集、網(wǎng)路訓(xùn)練等工作。通過該類，軟件系統(tǒng)利用模糊神經(jīng)網(wǎng)路將實(shí)際控制訓(xùn)練好，并將結(jié)果保存好。（7）CcontrolPanel類該類從CformView中派生，是輔助模塊之一，主要包括數(shù)據(jù)處理、圖形顯示、系統(tǒng)設(shè)置等多種操作。通過該類，實(shí)現(xiàn)了將系統(tǒng)通常用的功能放置與人機(jī)界面上，極大的方便了用戶 快速進(jìn)行各種操作。（8）CLoadSCB類該類從Cdialog類中派生，用于處理各種升程表參數(shù)，包括升程表的創(chuàng)建、轉(zhuǎn)化、存儲(chǔ)、錯(cuò)誤檢查等。用戶可以直接在該類中輸入車體升程數(shù)據(jù)，也可以先創(chuàng)建生成表的文本文件，再在該類中加載，設(shè)定后系統(tǒng)將自動(dòng)把所有的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的格式保存到文件（*.lft）中（9）CcamArg類該類從Cdialog類中派生，用于處理各種參數(shù)，設(shè)定后系統(tǒng)將所有數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的格式保存到文件(*.cam)中。（10）Ccamshaft類該類從Cdialog類中派生，用于構(gòu)建整個(gè)凸輪軸的尺寸參數(shù)，包括凸輪個(gè)數(shù)、（11）CCAMID類該類從CDialog類中派生，負(fù)責(zé)加工文件的數(shù)據(jù)處理。主要的數(shù)據(jù)計(jì)算、轉(zhuǎn)化等工作都在該類中進(jìn)行，并得到最后用于凸輪軸加工的加工數(shù)據(jù)文件（*.sc）。（12）CmanuInfo類該類從CFormView類中派生，負(fù)責(zé)實(shí)際運(yùn)動(dòng)控制模塊，主要包括查找運(yùn)動(dòng)控制代碼、路徑規(guī)劃的選擇方式以及攪拌機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制等，也是系統(tǒng)與PMAC通訊的重要模塊之一。 PMAC通訊驅(qū)動(dòng)函數(shù)庫為了方便PMAC與上層應(yīng)用程序之間進(jìn)行通訊，Delta Tau公司提供了Pm32通訊驅(qū)動(dòng)程序作為上層應(yīng)用程序與PMAC之間的通訊橋梁。Pm32是一個(gè)非常有效的開發(fā)工具，幾乎囊括了所有PMAC的通訊方法，并且與VC＋＋等開發(fā)軟件有很好的兼容性。、包含了250多個(gè)函數(shù)。本論文中主要用到以下幾個(gè)Pm32函數(shù)，簡要介紹如下：（1）BOOL OpenPmacDevice(DWORD dwDevice)這個(gè)函數(shù)為應(yīng)用程序使用PMAC打開了一個(gè)通道。應(yīng)用的前提是已經(jīng)安裝調(diào)試好動(dòng)態(tài)鏈接庫，并且PMAC已經(jīng)在這個(gè)操作環(huán)境下注冊(cè)完畢，能夠有效的尋址。其參數(shù)dwDevice為希望打開的設(shè)備號(hào)，一般為0。返回值為TRUE則表示連接成功。（2）BOOL ClosePmacDevice(DWORD dwDevice)當(dāng)程序運(yùn)行完畢，必須關(guān)閉所打開的通道，此函數(shù)就是實(shí)現(xiàn)了這個(gè)功能。參數(shù)及返回值意義與打開通道函數(shù)OpenPmacDevice（）相同，且必須與OpenPmacDevice配對(duì)使用。（3）BOOL PmacConfigure(HWND hwnd, DWORD dwDevice)該函數(shù)可以設(shè)置PMAC與上位機(jī)的通訊方式：總線通訊或者串行口通訊。當(dāng)?shù)谝淮伟惭bPMAC或者PMAC跳線地址發(fā)生改變的時(shí)候，必須調(diào)用該函數(shù)設(shè)置PMAC的通訊方式和總線地址（當(dāng)選擇總線通訊時(shí)）。（4）void PmacSendCommandA(DWORD dwDevice, PCHAR mand)該函數(shù)直接發(fā)送一條指令到指定的PMAC，參數(shù)mand為發(fā)送的命令字符串。該函數(shù)并不從PMAC中得到相應(yīng)的發(fā)應(yīng)。（5）Void PmacSetVariableDouble(DWORD dwDevice,char ch,UINT num,double val)通過該函數(shù)可以在程序中動(dòng)態(tài)的設(shè)定指定變量的值，其中參數(shù)ch為PMAC中變量的類型（P、I、Q、M等），參數(shù)num為參數(shù)號(hào)，val為希望賦予的值。（6）void PmacDownloadFile(DWORD dwDevice,char *fname)該函數(shù)下載指定的文件到PMAC中，參數(shù)fname為指定文件的完全路徑（包括文件名）?？梢韵螺d的文件包括變量設(shè)置程序、PMAC運(yùn)動(dòng)程序以及PLC程序。（7）int PmacGetResponseA(DWORD dwDevice,PCHAR response, UINT maxchar, PCHAR mand) 發(fā)送一個(gè)命令字符串（如“1j+”，“Open Prog1”，“M162”等）給PMAC，并從緩沖區(qū)中得到PMAC的反應(yīng)。它能處理大多數(shù)與PMAC通訊的要求，并總是能保證命令字符串與反應(yīng)字符串相匹配。參數(shù)response是指向存儲(chǔ)PMAC反應(yīng)代碼的字符串緩沖區(qū)的指針；maxchar是可以傳送的字符串的最大字符數(shù)；mand是指向所傳送字符串的指針。如果函數(shù)執(zhí)行成功，將返回所接受的字符數(shù)，包括握手字符。 控制系統(tǒng)軟件應(yīng)用： 控制系統(tǒng)軟件流程圖 本控制系統(tǒng)軟件實(shí)在Windows2000平臺(tái)上利用Visual C++(SDI)MFC應(yīng)用程序，可以再WIN95/98/NT/2k/XP等平臺(tái)上運(yùn)行，建議在1024*768分辨率下運(yùn)行該程序。該程序具有通用的Windows應(yīng)用程序風(fēng)格，使用方便，操作簡單。圖33所示系統(tǒng)工作流程圖。圖3－4所示為控制系統(tǒng)軟件的手動(dòng)控制模塊流程圖，該模塊是攪拌機(jī)器人控制系統(tǒng)所不可缺少的一部分，該模塊可以進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的設(shè)置設(shè)計(jì)，控制兩個(gè)電機(jī)的速度，從而控制攪拌機(jī)器人兩輪在X軸、Y軸的方向的運(yùn)動(dòng)。手動(dòng)控制也可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的停止，當(dāng)攪拌機(jī)器人遇到故障或想停止當(dāng)前運(yùn)動(dòng)時(shí)啟動(dòng)停止按鈕，運(yùn)動(dòng)程序終止。此外該模塊還具有復(fù)位清零的功如圖3－5所示。圖33 系統(tǒng)工作流程圖。圖34 手動(dòng)調(diào)試圖35 手動(dòng)復(fù)位 系統(tǒng)啟動(dòng)與配置 圖3－6是液下攪拌機(jī)器人控制系統(tǒng)軟件的啟動(dòng)界面，在任何時(shí)候用戶都可以雙擊“”來啟動(dòng)該系統(tǒng)。圖3－6 控制系統(tǒng)啟動(dòng)界面系統(tǒng)在運(yùn)行過程中又是需要得到PMAC自帶軟件包PEWIN32和PMACPlot的支持。如果在每次啟動(dòng)的時(shí)系統(tǒng)無法從注冊(cè)表中找到這些軟件包的位置信息，用戶可以通過軟件“系統(tǒng)”菜單下的“PMAC軟件配置”選項(xiàng)在第一次運(yùn)行系統(tǒng)的時(shí)候進(jìn)行配置，如圖3－7所示。一旦正確配置成功，系統(tǒng)將相應(yīng)的信息寫入到Windows操作系統(tǒng)的注冊(cè)表中。該配置只需一次配置，以后啟動(dòng)的時(shí)候系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)查找。圖3－7 控制系統(tǒng)PMAC軟件配置對(duì)話框 上位機(jī)軟件正常啟動(dòng)以后，單擊手動(dòng)控制區(qū)的“NC ON”按鈕，系統(tǒng)與PMAC建立通訊，下載必須的PMAC變量定義和PLC程序到PMAC中，并且完成系統(tǒng)的初始化工作，包括系統(tǒng)回零、PLC程序啟動(dòng)等，如圖3－8所示。同時(shí)，在運(yùn)動(dòng)結(jié)束以后要退出系統(tǒng)之前，必須單擊“NC OFF”按鈕，關(guān)閉系統(tǒng)與PMAC的通訊，清除運(yùn)行的PLC程序，并將停止各軸的運(yùn)動(dòng)工作，如圖3－9所示，如果沒有關(guān)閉NC系統(tǒng)就退出系統(tǒng)，則系統(tǒng)拒絕執(zhí)行該命令。3－8 控制系統(tǒng)啟動(dòng)圖3－9 控制系統(tǒng)關(guān)閉圖 信息檢測(cè)對(duì)于本課題中的機(jī)器人小車，其工作環(huán)境時(shí)圓形儲(chǔ)漿罐，儲(chǔ)漿罐的邊界可以通過傳感器探測(cè)邊界得到，因此可異把他的環(huán)境分類為結(jié)構(gòu)化環(huán)境，并且環(huán)境是靜態(tài)的。小車行走的目的就是為了把液體的濃度攪拌均勻，避免沉淀物的形成，因此這就要求小車在整個(gè)儲(chǔ)漿罐的的行走并且效率盡可能高，詭計(jì)要求有一定的規(guī)劃，所以它的性能指標(biāo)應(yīng)該是便利性和軌跡不重復(fù)性。同時(shí)要求機(jī)器人小車在遇到障礙物時(shí)（罐壁）時(shí)，要求能夠判斷其存在并按一定要求繞過它，利用機(jī)器人小車自身的傳動(dòng)檢測(cè)機(jī)構(gòu)和視覺信息，描繪環(huán)境特征（主要是圓形罐壁），并以此為基礎(chǔ)對(duì)作業(yè)環(huán)境進(jìn)行規(guī)劃。根據(jù)前一章節(jié)中所確定的路徑方案，確定行走路線：圖3－3 行走路線即從圖所示的最外圈紅色箭頭處開始行走，走到綠色箭頭處在轉(zhuǎn)彎，轉(zhuǎn)彎后里面的半徑最外圈的小一米，繼續(xù)先按綠色方向行走，如此循環(huán)。 液下攪拌機(jī)器人行走情況分析（1）：小車沿軌道內(nèi)偏：圖3－4 軌道內(nèi)偏假設(shè)當(dāng)小車并沒有沿圖示的綠色軌道行走，而是按著圖中紅色的箭頭方向走的時(shí)候，表明機(jī)器人小車行走過程中發(fā)生誤差（這個(gè)偏離誤差也可以按照車上安裝的超聲波發(fā)射探頭檢測(cè)到的里墻壁的距離來判斷，,則必須對(duì)小車轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)整），表現(xiàn)為向內(nèi)偏離軌道，則必須進(jìn)行調(diào)整。圖3－5 調(diào)整內(nèi)偏按照車輛運(yùn)動(dòng)學(xué)原理，則應(yīng)該加大車輛內(nèi)輪轉(zhuǎn)速，使它按照?qǐng)D3－5所示返回到既定軌道繼續(xù)前進(jìn)。（2）：小車軌道外偏：同樣道理，假設(shè)當(dāng)小車并沒有沿圖示的綠色軌道行走，而是按著圖中紅色的箭頭方向走的時(shí)候，表明機(jī)器人小車行走過程中發(fā)生誤差（這個(gè)偏離誤差也可以按照車上安裝的超聲波發(fā)射探頭檢測(cè)到的里墻壁的距離來判斷，,則必須對(duì)小車轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)整），表現(xiàn)為向外偏離軌道，則必須進(jìn)行調(diào)整。如圖3－6所示此種情況下應(yīng)當(dāng)加大車輛外輪轉(zhuǎn)速，適當(dāng)減小內(nèi)輪轉(zhuǎn)速，再通過超聲波接收發(fā)射裝置，探測(cè)到小車調(diào)整到理想軌道位置時(shí)，再對(duì)小車轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)整，最后使小車圖示綠色理想軌道繼續(xù)前進(jìn)。 圖3－6 調(diào)整外偏（3）當(dāng)小車行走到快要接近圖3－7所示的2號(hào)超聲波接收裝置的時(shí)候，2號(hào)超聲波接收器就會(huì)接收到聲波信號(hào)，通過把信號(hào)傳送到控制主機(jī)，馬上可以實(shí)時(shí)的利用2號(hào)有信號(hào)，計(jì)算出機(jī)器人小車已經(jīng)達(dá)到圖示的位置。 圖3－7 信號(hào)接收（4）假設(shè)小車在原地打滑或者出了故障沒有走動(dòng)，則可以先嘗試讓小車原地轉(zhuǎn)彎，利用上述八個(gè)超聲波接收裝置，讓小車原地轉(zhuǎn)動(dòng)，直到肯定有一個(gè)接收裝置收到信號(hào)，則可以定出小車的具體位置。 圖3－8 小車原地轉(zhuǎn)彎 信息采集軟件設(shè)計(jì)流程圖第四章 攪拌機(jī)器人小車的路徑規(guī)劃 路徑規(guī)