| 摘要 | 第4-5页 |
| ABSTRACT | 第5-6页 |
| 第一章 绪论 | 第10-15页 |
| 1.1 工业机器人概述 | 第10-12页 |
| 1.1.1 工业机器人系统的定义和结构 | 第10-11页 |
| 1.1.2 工业机器人发展概况 | 第11-12页 |
| 1.2 工业机器人控制系统概述 | 第12-13页 |
| 1.2.1 工业机器人控制系统的基本结构 | 第12页 |
| 1.2.2 工业机器人控制系统的发展现状和存在不足 | 第12-13页 |
| 1.3 本课题的研究意义和主要内容 | 第13-15页 |
| 第二章 工业机器人滑模控制方法研究 | 第15-28页 |
| 2.1 工业机器人动力学分析 | 第15-18页 |
| 2.1.1 拉格朗日函数和二自由度连杆动力学方程 | 第15-17页 |
| 2.1.2 多自由度机器人动力学方程的建立 | 第17-18页 |
| 2.2 工业机器人改进滑模变结构控制方法设计 | 第18-28页 |
| 2.2.1 滑模变结构控制方法简介 | 第18-20页 |
| 2.2.2 机械臂传统滑模控制律的设计 | 第20-21页 |
| 2.2.3 基于趋近律方法的机械臂滑模控制设计 | 第21-23页 |
| 2.2.4 基于改进指数趋近律的机械臂滑模控制设计 | 第23-28页 |
| 第三章 工业机器人运动伺服控制系统设计 | 第28-35页 |
| 3.1 伺服控制系统总体设计方案 | 第28-31页 |
| 3.1.1 常用数字伺服控制系统方案 | 第28页 |
| 3.1.2 工业机器人控制系统需求分析 | 第28-30页 |
| 3.1.3 工业机器人控制系统架构设计 | 第30-31页 |
| 3.2 基于 PCI 的工业机器人位置伺服控制器设计方案 | 第31-35页 |
| 3.2.1 运动伺服控制器架构设计 | 第31-33页 |
| 3.2.2 FPGA 需求分析与选型 | 第33页 |
| 3.2.3 DSP 需求分析与选型 | 第33-35页 |
| 第四章 运动伺服控制器硬件设计 | 第35-51页 |
| 4.1 控制器整体原理图设计 | 第35-36页 |
| 4.2 伺服控制器核心板电路设计 | 第36-41页 |
| 4.2.1 主控单元设计 | 第36-38页 |
| 4.2.2 逻辑处理单元设计 | 第38-39页 |
| 4.2.3 PCI 总线通讯设计 | 第39-40页 |
| 4.2.4 核心板电源模块设计 | 第40-41页 |
| 4.3 伺服控制器调理板电路设计与资源简介 | 第41-46页 |
| 4.3.1 模拟量输出电路设计 | 第41-43页 |
| 4.3.2 高速脉冲输出电路设计 | 第43-44页 |
| 4.3.3 数字隔离电路设计 | 第44-45页 |
| 4.3.4 调理板电源模块设计 | 第45-46页 |
| 4.4 伺服控制器的 PCB 设计实现 | 第46-51页 |
| 4.4.1 PCB 多层结构设计 | 第46-47页 |
| 4.4.2 PCB 电源分割处理与设计 | 第47-49页 |
| 4.4.3 PCI 板卡电气设计 | 第49页 |
| 4.4.4 PCB 最终实现 | 第49-51页 |
| 第五章 FPGA 内部逻辑程序设计 | 第51-62页 |
| 5.1 FPGA 开发简介 | 第51-52页 |
| 5.2 FPGA 内部逻辑总体规划 | 第52-53页 |
| 5.3 FPGA 内部通用 RAM 设计 | 第53-54页 |
| 5.4 PCI9054 接口模块设计 | 第54-56页 |
| 5.4.1 PCI9054 工作原理 | 第54-55页 |
| 5.4.2 FPGA 与 PCI 本地总线接口逻辑设计 | 第55-56页 |
| 5.5 DSP 接口模块设计 | 第56-58页 |
| 5.5.1 TMS320F2812 读/写时序 | 第56页 |
| 5.5.2 FPGA 与 DSP 数据接口逻辑设计 | 第56-57页 |
| 5.5.3 DSP 数据接收协议 | 第57-58页 |
| 5.6 SPI 数据接口功能设计 | 第58-60页 |
| 5.6.1 AD5628 读写访问时序 | 第58-59页 |
| 5.6.2 SPI 接口逻辑设计 | 第59-60页 |
| 5.7 增量式光电编码器采集模块设计 | 第60-61页 |
| 5.7.1 光电编码器脉冲输出时序 | 第60页 |
| 5.7.2 光电编码器脉冲采集逻辑设计 | 第60-61页 |
| 5.8 其他功能模块设计 | 第61-62页 |
| 第六章 工业机器人控制系统实现 | 第62-73页 |
| 6.1 基于 DSP 的下位机位置闭环控制方法设计 | 第62-66页 |
| 6.1.1 DSP 开发环境简介 | 第62-63页 |
| 6.1.2 DSP 主程序设计 | 第63-64页 |
| 6.1.3 机器人位置闭环控制器设计 | 第64-66页 |
| 6.2 基于 LabVIEW 的上位机用户界面程序实现 | 第66-69页 |
| 6.2.1 LabVIEW 开发环境简介 | 第66页 |
| 6.2.2 LabVIEW 与 C 程序接口设计 | 第66-67页 |
| 6.2.3 LabVIEW 与 PCI 设备通讯接口设计 | 第67-69页 |
| 6.3 机器人控制系统测试实验 | 第69-73页 |
| 6.3.1 机器人控制系统平台搭建 | 第69页 |
| 6.3.2 光电编码器信号采集实验 | 第69-70页 |
| 6.3.3 高速脉冲信号输出实验 | 第70-71页 |
| 6.3.4 模拟量信号输出实验 | 第71页 |
| 6.3.5 模拟量信号采集实验 | 第71-73页 |
| 第七章 总结与展望 | 第73-75页 |
| 参考文献 | 第75-78页 |
| 发表论文和参加科研情况说明 | 第78-79页 |
| 附录 | 第79-82页 |
| 致谢 | 第82页 |
