基于STM32+FPGA四自由度机器人运动控制系统的研究
| 摘要 | 第5-6页 |
| Abstract | 第6-7页 |
| 第一章 绪论 | 第11-20页 |
| 1.1 研究背景 | 第11-12页 |
| 1.2 机器人技术概述 | 第12-14页 |
| 1.3 国内外研究发展现状 | 第14-19页 |
| 1.3.1 运动控制器的研究发展现状 | 第14-16页 |
| 1.3.2 机器人轨迹规划的研究现状 | 第16-19页 |
| 1.4 研究意义与内容 | 第19-20页 |
| 第二章 SCARA机器人运动控制硬件系统 | 第20-32页 |
| 2.1 机器人硬件控制系统总体框架 | 第20-21页 |
| 2.2 机器人硬件控制系统各模块电路 | 第21-28页 |
| 2.2.1 时钟电路 | 第21-22页 |
| 2.2.2 电源电路 | 第22-23页 |
| 2.2.3 串口通信电路 | 第23页 |
| 2.2.4 调试与下载电路 | 第23-24页 |
| 2.2.5 存储器扩展电路 | 第24-25页 |
| 2.2.6 STM32与FPGA通信接口电路 | 第25页 |
| 2.2.7 外围电路 | 第25-27页 |
| 2.2.8 印制电路板制作 | 第27-28页 |
| 2.3 实验平台搭建 | 第28-30页 |
| 2.4 本章小结 | 第30-32页 |
| 第三章 SCARA机器人运动控制软件系统 | 第32-49页 |
| 3.1 机器人软件系统总体方案 | 第32页 |
| 3.2 STM32软件设计 | 第32-39页 |
| 3.2.1 STM32主函数 | 第32-33页 |
| 3.2.2 串口通信模块 | 第33-35页 |
| 3.2.3 数据存储与示教处理模块 | 第35-37页 |
| 3.2.4 内存管理模块 | 第37-38页 |
| 3.2.5 按键响应模块 | 第38-39页 |
| 3.3 FPGA软件设计 | 第39-47页 |
| 3.3.1 FPGA顶层模块 | 第39页 |
| 3.3.2 FSMC数据通信模块 | 第39-42页 |
| 3.3.3 FSMC命令解析模块 | 第42-43页 |
| 3.3.4 编码器接收模块 | 第43-45页 |
| 3.3.5 脉冲输出模块 | 第45-46页 |
| 3.3.6 通用输入输出口模块 | 第46-47页 |
| 3.4 人机界面软件设计 | 第47页 |
| 3.5 本章小结 | 第47-49页 |
| 第四章 SCARA机器人的运动学研究 | 第49-62页 |
| 4.1 工业机器人的数学基础 | 第49-53页 |
| 4.1.1 位姿描述 | 第49-50页 |
| 4.1.2 坐标系映射 | 第50-52页 |
| 4.1.3 齐次坐标变换 | 第52页 |
| 4.1.4 连杆描述 | 第52-53页 |
| 4.2 SCARA机器人运动学 | 第53-57页 |
| 4.2.1 SCARA机器人运动学正解 | 第54-55页 |
| 4.2.2 SCARA机器人运动学逆解 | 第55-57页 |
| 4.3 SCARA机器人运动学仿真 | 第57-61页 |
| 4.3.1 SCARA机器人正运动学仿真 | 第58-60页 |
| 4.3.2 SCARA机器人逆运动学仿真 | 第60-61页 |
| 4.4 本章小结 | 第61-62页 |
| 第五章 SCARA机器人轨迹规划 | 第62-87页 |
| 5.1 笛卡尔空间轨迹规划 | 第62-69页 |
| 5.1.1 空间直线轨迹规划 | 第62-64页 |
| 5.1.2 空间圆弧轨迹规划 | 第64-68页 |
| 5.1.3 笛卡尔空间轨迹规划软件实现 | 第68-69页 |
| 5.2 关节空间轨迹规划 | 第69-77页 |
| 5.2.1 434 多项式轨迹插值法 | 第70-73页 |
| 5.2.2 扩展 434 多项式轨迹插值法 | 第73-76页 |
| 5.2.3 关节空间轨迹规划软件实现 | 第76-77页 |
| 5.3 轨迹规划仿真分析与测试 | 第77-86页 |
| 5.3.1 空间直线轨迹规划仿真与测试 | 第77-80页 |
| 5.3.2 空间圆弧轨迹规划仿真与测试 | 第80-83页 |
| 5.3.3 关节空间轨迹规划仿真与测试 | 第83-86页 |
| 5.4 本章小结 | 第86-87页 |
| 第六章 基于遗传算法的时间最优轨迹规划 | 第87-100页 |
| 6.1 基于标准遗传算法关节空间轨迹优化 | 第87-94页 |
| 6.1.1 目标函数 | 第88页 |
| 6.1.2 约束条件 | 第88-90页 |
| 6.1.3 基于标准遗传算法的寻优 | 第90-92页 |
| 6.1.4 基于改进遗传算法的寻优 | 第92-94页 |
| 6.2 基于遗传算法的时间优化仿真与测试 | 第94-99页 |
| 6.3 本章小结 | 第99-100页 |
| 结论与展望 | 第100-102页 |
| 参考文献 | 第102-108页 |
| 附录 1：STM32主函数代码 | 第108-110页 |
| 附录 2：FPGA顶层模块代码 | 第110-117页 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 | 第117-118页 |
| 致谢 | 第118-119页 |
| 附表 | 第119页 |
