基于EtherCAT总线的托卡马克内窥机械臂遥操作控制系统设计
| 摘要 | 第3-5页 |
| ABSTRACT | 第5-6页 |
| 第一章 绪论 | 第9-17页 |
| 1.1 课题来源 | 第9页 |
| 1.2 课题研究背景及意义 | 第9-11页 |
| 1.3 国内外研究现状 | 第11-15页 |
| 1.3.1 AIA远程维护系统 | 第11-12页 |
| 1.3.2 JET远程维护系统 | 第12-14页 |
| 1.3.3 BTP远程维护系统 | 第14-15页 |
| 1.4 本文的研究内容及结构安排 | 第15-17页 |
| 第二章 机械臂控制系统的方案设计 | 第17-29页 |
| 2.1 任务分析 | 第17-18页 |
| 2.2 控制系统方案简介 | 第18-19页 |
| 2.3 控制系统硬件组成 | 第19-29页 |
| 2.3.1 伺服驱动器 | 第20-25页 |
| 2.3.2 下位机 | 第25-27页 |
| 2.3.3 上位机 | 第27页 |
| 2.3.4 相机 | 第27-29页 |
| 第三章 运动学建模及计算 | 第29-43页 |
| 3.1 内窥机械臂介绍 | 第29-30页 |
| 3.2 机械臂的动力学模型 | 第30-37页 |
| 3.2.1 小臂的运动学建模 | 第31-36页 |
| 3.2.2 大臂的运动学建模 | 第36-37页 |
| 3.3 关节空间与驱动空间的转化 | 第37-43页 |
| 3.3.1 小臂四关节 | 第37-39页 |
| 3.3.2 大臂三关节 | 第39-41页 |
| 3.3.3 底座三关节 | 第41-43页 |
| 第四章 托卡马克腔的轨迹规划 | 第43-70页 |
| 4.1 轨迹规划方法介绍 | 第43-51页 |
| 4.1.1 任务空间轨迹规划方法 | 第43-47页 |
| 4.1.2 关节空间轨迹规划方法 | 第47-51页 |
| 4.2 托卡马克腔的轨迹规划 | 第51-64页 |
| 4.2.1 任务描述 | 第51-53页 |
| 4.2.2 轨迹规划 | 第53-56页 |
| 4.2.3 轨迹优化 | 第56-64页 |
| 4.3 基于PVT模式的Spline插值 | 第64-70页 |
| 4.3.1 PVT位置控制模式 | 第64-66页 |
| 4.3.2 基于PVT模式的Spline插值 | 第66-68页 |
| 4.3.3 仿真 | 第68-70页 |
| 第五章 软件系统设计 | 第70-88页 |
| 5.1 控制系统功能设计 | 第70-71页 |
| 5.2 上位机软件系统设计 | 第71-77页 |
| 5.2.1 上位机编程环境 | 第71-72页 |
| 5.2.2 人机交互界面 | 第72-73页 |
| 5.2.3 程序实现 | 第73-77页 |
| 5.3 下位机软件系统设计 | 第77-81页 |
| 5.3.1 下位机编程环境 | 第77页 |
| 5.3.2 下位机配置 | 第77-78页 |
| 5.3.3 程序实现 | 第78-81页 |
| 5.4 上下位机通讯 | 第81-88页 |
| 5.4.1 主站/从站模式 | 第81-82页 |
| 5.4.2 MODBUS/TCP主站 | 第82-85页 |
| 5.4.3 MODBUS寄存器功能定义 | 第85-88页 |
| 第六章 仿真与实验 | 第88-95页 |
| 6.1 仿真 | 第88-91页 |
| 6.1.1 Sim Mechanics介绍 | 第88-89页 |
| 6.1.2 Sim Mechanics运动学建模 | 第89-91页 |
| 6.2 实验 | 第91-95页 |
| 第七章 总结与展望 | 第95-97页 |
| 7.1 总结 | 第95页 |
| 7.2 展望 | 第95-97页 |
| 参考文献 | 第97-101页 |
| 致谢 | 第101-102页 |
| 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文 | 第102-104页 |
