基于視覺的PUMA560機(jī)械臂控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、機(jī)器人技術(shù)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的發(fā)展歷程，目前已成為一個(gè)跨學(xué)科的研究領(lǐng)域。同時(shí)隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛，為了適應(yīng)不同環(huán)境下對(duì)機(jī)器人操作技術(shù)的要求，人們將各種傳感器，如觸覺、力覺、視覺等傳感器應(yīng)用于機(jī)器人控制系統(tǒng)中，以提高機(jī)器人的智能性和適應(yīng)性。其中視覺伺服是目前機(jī)器人控制領(lǐng)域中最熱門的研究領(lǐng)域之一。
　　本文是基于視覺的PUMA560機(jī)械臂控制系統(tǒng)研究，主要目的是給機(jī)械臂設(shè)計(jì)一個(gè)開放式的、通用的、具備一定拓展性的控制系統(tǒng)。

2、
　　本文主要工作分為四個(gè)部分：原有控制系統(tǒng)的改造，視覺子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，關(guān)節(jié)伺服系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及視覺控制器的設(shè)計(jì)。其中，原控制系統(tǒng)的改造主要是隔離原控制系統(tǒng)的控制信號(hào)、抱閘信號(hào)并提取、調(diào)整其反饋信號(hào)，為課題設(shè)計(jì)新控制系統(tǒng)做準(zhǔn)備。視覺子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是基于BF533 DSP圖像采集及處理過(guò)程，主要包括目標(biāo)圖像的采集、圖像信息的濾波去噪、灰度化、二值化、邊緣檢測(cè)以及特征點(diǎn)的提取。關(guān)節(jié)伺服系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是基于MATLAB/RTW的半實(shí)物仿真過(guò)程，其

3、控制結(jié)構(gòu)是采用位置、速率雙閉環(huán)結(jié)構(gòu)，控制方式采用傳統(tǒng)PID方式，MATLAB/RTW中的控制器與計(jì)算機(jī)外的機(jī)械臂本體通過(guò)PCI-1711數(shù)據(jù)采集卡實(shí)現(xiàn)信息傳輸。整個(gè)關(guān)節(jié)伺服系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)工作包括功率放大驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)以及雙閉環(huán)控制器設(shè)計(jì)。視覺控制器是通過(guò)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的，其主要作用是實(shí)現(xiàn)視覺子系統(tǒng)與關(guān)節(jié)伺服系統(tǒng)的數(shù)據(jù)連通。視覺子系統(tǒng)計(jì)算得到的目標(biāo)物體特征點(diǎn)作為視覺控制器的輸入，通過(guò)視覺控制器的處理輸出關(guān)節(jié)伺服系統(tǒng)的位置控制信號(hào)，關(guān)節(jié)伺服系