| 摘要 | 第3-5页 |
| Abstract | 第5-6页 |
| 第1章 绪论 | 第11-19页 |
| 1.1 课题研究的背景与意义 | 第11-12页 |
| 1.2 国内外运动控制器发展现状 | 第12-15页 |
| 1.2.1 国外发展现状 | 第13-14页 |
| 1.2.2 国内发展现状 | 第14-15页 |
| 1.3 国内外机器人运动学算法研究现状 | 第15-17页 |
| 1.4 课题研究的主要内容 | 第17-18页 |
| 1.5 论文安排 | 第18-19页 |
| 第2章 机械手结构及运动学建模分析 | 第19-36页 |
| 2.1 引言 | 第19页 |
| 2.2 机械手结构分析 | 第19-20页 |
| 2.3 机械手运动学建模 | 第20-24页 |
| 2.3.1 位置和姿态描述 | 第20-21页 |
| 2.3.2 齐次坐标变换 | 第21-22页 |
| 2.3.3 机械手杆件之间的坐标变换 | 第22-23页 |
| 2.3.4 机械手的D-H模型 | 第23-24页 |
| 2.4 机械手位置运动学 | 第24-31页 |
| 2.4.1 机械手的位置运动学正解 | 第24-26页 |
| 2.4.2 机械手的位置运动学反解 | 第26-29页 |
| 2.4.3 机械手奇异位型分析及算法验证 | 第29-31页 |
| 2.5 机械手速度运动学 | 第31-35页 |
| 2.5.1 雅克比矩阵的求解 | 第32-34页 |
| 2.5.2 机械手关节角的求解 | 第34-35页 |
| 2.6 本章小结 | 第35-36页 |
| 第3章 机械手运动轨迹规划及运动仿真 | 第36-63页 |
| 3.1 引言 | 第36-37页 |
| 3.2 机械手笛卡尔空间轨迹规划 | 第37-50页 |
| 3.2.1 姿态轨迹规划 | 第37-40页 |
| 3.2.2 空间直线轨迹规划 | 第40-42页 |
| 3.2.3 空间圆弧轨迹规划 | 第42-45页 |
| 3.2.4 空间柱面螺旋线轨迹规划 | 第45页 |
| 3.2.5 多段线运动轨迹前瞻控制及过渡曲线轨迹规划 | 第45-50页 |
| 3.3 机械手关节空间轨迹规划 | 第50-53页 |
| 3.4 笛卡尔空间和关节空间混合约束下的机械手空间轨迹规划 | 第53-54页 |
| 3.5 机械手运动仿真验证 | 第54-62页 |
| 3.5.1 机械手运动学仿真 | 第55页 |
| 3.5.2 机械手空间直线轨迹仿真 | 第55-57页 |
| 3.5.3 机械手空间圆弧轨迹仿真 | 第57页 |
| 3.5.4 机械手空间柱面螺旋线轨迹仿真 | 第57-58页 |
| 3.5.5 多段线连续轨迹前瞻控制仿真 | 第58页 |
| 3.5.6 机械手关节空间轨迹仿真 | 第58-60页 |
| 3.5.7 机械手笛卡尔空间和关节空间混合约束下的轨迹仿真 | 第60-62页 |
| 3.6 本章小结 | 第62-63页 |
| 第4章 机械手运动控制模块设计及其底层软件实现过程 | 第63-80页 |
| 4.1 引言 | 第63页 |
| 4.2 控制系统总体方案 | 第63-66页 |
| 4.2.1 伺服驱动技术 | 第64-65页 |
| 4.2.2 控制器通信方式的选择 | 第65页 |
| 4.2.3 控制器设计方案 | 第65-66页 |
| 4.3 控制器总体框架 | 第66-68页 |
| 4.4 FPGA逻辑模块设计 | 第68-75页 |
| 4.4.1 外部输入输出引脚定义 | 第68-69页 |
| 4.4.2 FPGA中内部寄存器的定义 | 第69-71页 |
| 4.4.3 FPGA和DSP之间读写数据的逻辑实现 | 第71-72页 |
| 4.4.4 脉冲输出模块 | 第72-74页 |
| 4.4.5 外部通用输入输出模块 | 第74-75页 |
| 4.5 DSP软件设计 | 第75-78页 |
| 4.5.1 软件实现时间细分的原理 | 第75-77页 |
| 4.5.2 外部输入的位置点的环形存储结构 | 第77页 |
| 4.5.3 DSP对FPGA数据的写操作和读操作 | 第77-78页 |
| 4.6 位置数据和控制器输出脉冲之间的换算过程 | 第78-79页 |
| 4.7 本章小结 | 第79-80页 |
| 第5章 机械手模型仿真及控制器运动控制测试 | 第80-90页 |
| 5.1 机械手图形仿真简介 | 第80-81页 |
| 5.2 机械手仿真软件设计思想 | 第81页 |
| 5.3 机械手轨迹仿真模块设计 | 第81-84页 |
| 5.3.1 机械手空间直线运动仿真控制模块设计 | 第81-83页 |
| 5.3.2 机械手空间圆弧运动仿真控制模块设计 | 第83页 |
| 5.3.3 机械手点到点运动控制模式 | 第83-84页 |
| 5.4 机械手JOG模式仿真控制模块设计 | 第84-86页 |
| 5.4.1 基坐标系下的JOG模式仿真控制模块设计 | 第85页 |
| 5.4.2 工具坐标系下的JOG模式仿真控制模块设计 | 第85-86页 |
| 5.5 运动控制器离线仿真测试 | 第86-88页 |
| 5.5.1 TCP/IP通信数据包解析和存储 | 第86页 |
| 5.5.2 控制器离线仿真 | 第86-88页 |
| 5.6 机器人控制器在线测试 | 第88-89页 |
| 5.7 本章小结 | 第89-90页 |
| 第6章 结论 | 第90-91页 |
| 参考文献 | 第91-95页 |
| 致谢 | 第95页 |
