基于實時操作系統(tǒng)的HIT-DLR Ⅱ靈巧手控制平臺設(shè)計.pdf

1、圖書分類號：TP242.2U.D.C.：621.865.8工學(xué)碩士學(xué)位論文基于實時操作系統(tǒng)的HITDLRII靈巧手控制平臺設(shè)計碩士研究生：王冬劍導(dǎo)師：金明河教授申請學(xué)位級別：工學(xué)碩士學(xué)科、專業(yè)：機械電子工程所在單位：機電工程學(xué)院答辯日期：2010年6月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文I摘要靈巧手已成為國內(nèi)外很多高校及研究機構(gòu)的研究熱點。在本體硬件的研究上，靈巧手和人手越來越相似；在控制平臺的研究上，具有分層控制

2、結(jié)構(gòu)的控制平臺被廣泛應(yīng)用，并被證實具有優(yōu)越的控制性能；在控制算法的研究上，現(xiàn)代智能控制方法的應(yīng)用使得靈巧手的使用性能有了很大提升，但還需要做深入的研究。為了深入研究HITDLRII靈巧手的控制算法，本文利用QNX實時操作系統(tǒng)和Simulink技術(shù)，搭建了一種實時控制平臺。它提供了一個性能優(yōu)良且便于使用的控制算法設(shè)計與試驗環(huán)境，簡化了靈巧手控制算法研究工作，提高了研究效率，為今后的研究工作打下了基礎(chǔ)。本文首先闡述了本控制平臺的設(shè)計過程：為

3、了實現(xiàn)優(yōu)良的控制性能，選用PC機和QNX實時操作系統(tǒng)作為高層控制平臺的硬件與軟件框架；為了實現(xiàn)研究與設(shè)計的高效率，本文研究了控制系統(tǒng)設(shè)計方法，比較了傳統(tǒng)的設(shè)計方法和最新的基于模型的設(shè)計方法，得出基于模型的設(shè)計方法優(yōu)于傳統(tǒng)方法的結(jié)論，具有較高的設(shè)計效率和設(shè)計質(zhì)量，因此選用具有該技術(shù)Simulink軟件作為控制算法的設(shè)計環(huán)境；經(jīng)過一系列二次開發(fā)工作，聯(lián)合以上各部分搭建了本平臺。本平臺將控制系統(tǒng)建模、仿真、檢驗、優(yōu)化與實時控制等都集成到同一平

4、臺，相對于傳統(tǒng)的控制平臺而言，它在控制性能、人機接口、可移植性、可維護性等方面具有明顯優(yōu)勢。本文剩下部分介紹了利用搭建完成的平臺進行的初步研究工作，以驗證平臺的有效性。為了驗證平臺對基于模型的設(shè)計方法的支持，本文通過系統(tǒng)辨識建立了單手指PWM控制模型，然后基于該模型設(shè)計了單手指位置控制器，并將控制器用于單手指位置控制試驗，試驗結(jié)果表明所設(shè)計的控制器在仿真控制和實時控制時具有幾乎相同的控制效果。為了驗證平臺在復(fù)雜控制中的有效性，本文提出并