柔索牽引攝像機器人控制系統(tǒng)研究與實現(xiàn).pdf

1、空中拍攝是演唱會或大型體育賽事電視轉(zhuǎn)播的重要組成部分，提高空中拍攝的質(zhì)量可以呈現(xiàn)給觀眾更好地視覺效果。傳統(tǒng)的拍攝技術(shù)不能很好的完成此任務(wù)，柔索牽引攝像機器人的出現(xiàn)為此提供了解決方案。目前國外已有成熟的產(chǎn)品應(yīng)用于實際使用，而國內(nèi)雖然在柔索并聯(lián)機構(gòu)方面有許多應(yīng)用，但是在柔索牽引攝像機器人方面還僅僅停留在理論階段，因此本文將通過搭建一個索牽引攝像機5米模型，設(shè)計控制系統(tǒng)和控制軟件，并測試其性能指標(biāo)來判斷控制系統(tǒng)設(shè)計方案的可行性。
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2、先，設(shè)計并搭建系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型，根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行運動學(xué)及動力學(xué)計算，確定系統(tǒng)運行速度和加速度，確定系統(tǒng)運動空間。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計控制系統(tǒng)架構(gòu)，并根據(jù)控制架構(gòu)以及系統(tǒng)參數(shù)選擇控制系統(tǒng)模塊。設(shè)計手柄控制臺，選擇其硬件并設(shè)計電源電路，實現(xiàn)預(yù)定功能。
　　其次，通過Beckhoff的TwinCAT組態(tài)軟件進(jìn)行控制系統(tǒng)配置，設(shè)置控制系統(tǒng)參數(shù)，并根據(jù)控制方案設(shè)計控制流程，基于此流程進(jìn)行運動控制器PLC編程，最后建立PLC變量與運動控制系統(tǒng)實物

3、模塊或端口的映射，完成下位機編程。
　　使用WPF作為上位機軟件編程環(huán)境，設(shè)計上位機軟件界面框架，在此框架內(nèi)使用3D MAX以及Expression Blend與WPF聯(lián)合完成上位機軟件三維模型的建立，并實現(xiàn)兩種視圖方式以及多個視角的視圖切換。建立上位機與運動控制器的連接，實現(xiàn)定時刷新系統(tǒng)狀態(tài)和下發(fā)部分控制命令的功能，并將系統(tǒng)狀態(tài)實時顯示到界面中。
　　最后搭建5米模型實物以及運動控制系統(tǒng)實物，并在模型實物上進(jìn)行系統(tǒng)功能以及