| 摘要 | 第4-5页 |
| ABSTRACT | 第5-6页 |
| 第一章 绪论 | 第9-14页 |
| 1.1 论文研究背景及意义 | 第9-10页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第10-13页 |
| 1.2.1 常用通信总线 | 第10-12页 |
| 1.2.2 控制器体系结构 | 第12-13页 |
| 1.3 本文研究的主要内容 | 第13-14页 |
| 第二章 基于EtherCAT的双臂机器人控制协议设计 | 第14-34页 |
| 2.1 双臂机器人的通信需求分析 | 第14-15页 |
| 2.2 双臂机器人的EtherCAT网络总体架构 | 第15-18页 |
| 2.3 双臂机器人的EtherCAT网络配置模块及其接口设计 | 第18-20页 |
| 2.4 双臂机器人的EtherCAT状态机模块及其接口设计 | 第20-23页 |
| 2.4.1 EtherCAT状态机配置过程 | 第20-22页 |
| 2.4.2 EtherCAT状态机接口设计 | 第22-23页 |
| 2.5 双臂机器人的数据帧结构及机械臂控制接口设计 | 第23-33页 |
| 2.5.1 双臂机器人的周期性过程数据帧结构 | 第23-25页 |
| 2.5.2 双臂机器人机械臂控制接口设计 | 第25-28页 |
| 2.5.3 双臂机器人的伺服驱动设备控制状态机设计 | 第28-31页 |
| 2.5.4 双臂机器人的非周期性报文帧格式 | 第31-32页 |
| 2.5.5 双臂机器人的邮箱数据接口设计 | 第32-33页 |
| 2.6 本章小结 | 第33-34页 |
| 第三章 双臂机器人主站控制器硬件系统设计 | 第34-44页 |
| 3.1 主站控制器性能需求分析 | 第34-35页 |
| 3.2 控制系统硬件总体结构 | 第35-36页 |
| 3.3 主站控制器硬件电路设计 | 第36-43页 |
| 3.3.1 FPGA模块 | 第36-38页 |
| 3.3.2 存储模块 | 第38-39页 |
| 3.3.3 通信模块 | 第39-41页 |
| 3.3.4 电源模块 | 第41-42页 |
| 3.3.5 时钟模块 | 第42-43页 |
| 3.4 本章小结 | 第43-44页 |
| 第四章 双臂机器人主站控制器软件设计与实现 | 第44-58页 |
| 4.1 软件平台介绍 | 第44-46页 |
| 4.1.1 Xilinx EDK | 第44-45页 |
| 4.1.2 操作系统分析与选择 | 第45-46页 |
| 4.2 主站控制器系统软件架构设计 | 第46-49页 |
| 4.2.1 主站控制器系统软件层次划分 | 第46-48页 |
| 4.2.2 主站控制器系统软件工作流程 | 第48-49页 |
| 4.3 主站控制器的EtherCAT协议栈设计与实现 | 第49-53页 |
| 4.3.1 EtherCAT协议栈关系模型设计 | 第49-50页 |
| 4.3.2 EtherCAT协议栈各类接口定义 | 第50-52页 |
| 4.3.3 EtherCAT协议栈运行流程 | 第52-53页 |
| 4.4 EtherCAT管理模块设计与实现 | 第53-55页 |
| 4.5 核间通信模块设计与实现 | 第55-57页 |
| 4.5.1 核间通信协议设计与实现 | 第55-56页 |
| 4.5.2 核间通信命令分发线程设计 | 第56-57页 |
| 4.6 控制系统通信延时分析 | 第57页 |
| 4.7 本章小结 | 第57-58页 |
| 第五章 实验和分析 | 第58-66页 |
| 5.1 测试环境与方案 | 第58-60页 |
| 5.1.1 实验平台介绍 | 第58-60页 |
| 5.1.2 测试方案 | 第60页 |
| 5.2 实验测试及结果分析 | 第60-65页 |
| 5.2.1 实验目的 | 第60-61页 |
| 5.2.2 实验内容与步骤 | 第61-62页 |
| 5.2.3 实验结果与分析 | 第62-65页 |
| 5.3 本章小结 | 第65-66页 |
| 第六章 总结与展望 | 第66-68页 |
| 6.1 总结 | 第66页 |
| 6.2 展望 | 第66-68页 |
| 参考文献 | 第68-70页 |
| 附录 | 第70-72页 |
| 附图1 主站控制器模块划分图 | 第70-71页 |
| 附图2 主站控制器处理器节点0软件层次划分 | 第71-72页 |
| 致谢 | 第72-73页 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 | 第73页 |
