pb-211機器人是保加利亞生產(chǎn)的一種噴漆機器人，機器人的控制系統(tǒng)采用示教再現(xiàn)方式。由于控制系統(tǒng)的元件老化，以及機器人大功率集成驅(qū)動單元的研究和實際應(yīng)用的需要，對其控制系統(tǒng)進行了重新設(shè)計，提出了基于can總線的上、下位微機控制系統(tǒng)。

手）、控制柜，液壓站三部分組成。

由可以看出，通過對6個伺服閥的開口方向和開口大小的控制可以實現(xiàn)機器人的各種動作。

1控制系統(tǒng)的總體設(shè)計對機器人位置的精確控制是機器人控制系統(tǒng)所要完成的主要任務(wù)。為了達到實時控制性能好、伺服控機器人結(jié)構(gòu)簡11機器人是關(guān)節(jié)式機器人，其結(jié)構(gòu)簡圖如所示，它具有六個自由度，即六個關(guān)節(jié)，其中旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)a，d，f的軸線垂直于xoy平面，b，c，e的軸線平行于x0y平面，采用電液伺服驅(qū)動，伺服驅(qū)動電路集成在下位機控制系統(tǒng)中，經(jīng)過進一步集成有望將can總線與伺服驅(qū)動電路集成在伺pb-211機器人液壓系統(tǒng)原理簡圖動；手腕具有三個轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)軸，分別由三個擺動液壓伺服馬達驅(qū)動，機器人液壓系統(tǒng)原理簡圖如所示。六個位置傳感器負責檢測機器人六個關(guān)節(jié)狀態(tài)，采用這種控制系統(tǒng)，可以實現(xiàn)上位機對各個關(guān)節(jié)的單獨控制，下位機6個單片機系統(tǒng)是并行工作的，每個單片機系統(tǒng)負責本關(guān)節(jié)的控制和反饋信號的處理，同時采用中斷方式和上位機聯(lián)系，接受上位機的控制信號和向上位機傳送各關(guān)節(jié)的位置信號。單片機控制系統(tǒng)（2）負責檢測環(huán)境狀態(tài)。

2控制系統(tǒng)上位機設(shè)計與實現(xiàn)：（1）上位機的組成和主要功能上位機是整個控制系統(tǒng)的核心部分，主要包括兩個部分：①工業(yè)級pc，選用研華的ipc-610；和下位機進行通訊的can卡，can卡選用研華的pcl-841.pcl-841是具有兩個can接口的板卡，可以在傳感器的電且整個統(tǒng)由幾械本體（機械msdi！v：elbasiatfearc+d+持can2.0b傳輸協(xié)議。上位機具備以下幾個主要功能：0機器人控制系統(tǒng)的初始化；餅幾器人運動軌跡規(guī)劃，綜合優(yōu)化控制算法的實現(xiàn)；示教再現(xiàn)的數(shù)據(jù)存儲；③口下位機通訊；（1）下位機控制系統(tǒng)的主要功能既口上位機通訊，接受上位機指令并向上傳送數(shù)據(jù)；運瑜出控制信號控制伺服閥；這采集位置傳感器信號，實現(xiàn)系統(tǒng)閉環(huán)控制。

下位機結(jié)構(gòu)框圖can通訊模塊。can總線通訊模塊主要負責上、下位機通訊，下位機接受上位機的指令，同時向上位機發(fā)送各關(guān)節(jié)的位置狀態(tài)信息。can通訊模塊主要由控制器、總線收發(fā)器等組成?？刂破鞑捎胮hilips公司生產(chǎn)的sa10⑴及其配套的82c250can收發(fā)器。由于can總線協(xié)議采用crc校驗，并可提供相應(yīng)的錯誤處理功能，保證了數(shù)據(jù)通信的可靠性。

sa1000是一種獨立的can控制器，它是philips公司的pca82c200cm控制器的替代產(chǎn)品，在軟件和引腳上都是與它前一款pca82c200獨立can控制器兼容的。sa1000具有basiccan工作方和pelican工作方式（擴展特性方式），pelican工作方式支持具有很多新特性的can2. 0b協(xié)議，工作方式通過時鐘分頻寄存器中的can方式來選擇。

89c52及其外圍設(shè)備。為了滿足控制和簡化電路的需要，下位機的主控制器選用了atmel公司生產(chǎn)的89c52芯片，選用12m外圍晶振以滿足控制系統(tǒng)速度要求。89c52內(nèi)部有256字節(jié)的ram，可以滿足can最小系統(tǒng)簡單的控制算法需要，為了實現(xiàn)復(fù)雜控制算法的需要，外擴了一個8k的ram. 89c52及外圍設(shè)備和can通訊模塊共同組成了can最小系統(tǒng)，如所示。在實際應(yīng)用中總線控制器sa1000和總線收發(fā)器82c250之間采用了光電隔離以提高系統(tǒng)的抗干擾能力。

③數(shù)據(jù)采集模塊。數(shù)據(jù)采集模塊主要是負責采集各個關(guān)節(jié)上的傳感器信號，經(jīng)a/d轉(zhuǎn)換后送入單片機，實現(xiàn)液壓伺服系統(tǒng)的閉環(huán)控制。a/d轉(zhuǎn)換芯片選用ad678.（半4下位機的硬件設(shè)計和elecwcpublishing系統(tǒng)和外部環(huán)噪聲d678進行米樣前要進行低通濾波，濾波選用5階低通濾波芯片max280，使用簡單方便。

單通道系統(tǒng)仿真框圖在沒有加pid控制算法情況下，仿真曲線如0所示，從圖中可以看出系統(tǒng)在開始時振蕩劇烈，超調(diào)量達到44.6%，調(diào)節(jié)時間ts=0.395s，不能滿足控制要求。采用pid控制，選擇合適的pid參數(shù)，仿真曲線如1所示，系統(tǒng)為過阻尼系統(tǒng)，沒有超調(diào)，調(diào)節(jié)時間ts= 0.15s.由以上兩圖可以看出，采用了pid控制系統(tǒng)的品質(zhì)得到了明顯的改善，滿足控制要求。

系統(tǒng)仿真表明該控制算法簡單，減少了下位機的運算負擔，達到設(shè)計要求。

5結(jié)論基于can總線的并行單片機控制系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、性能價格比高等優(yōu)點。基于can總線控制系統(tǒng)的并行單片機系統(tǒng)的機器人控制器，使系統(tǒng)實現(xiàn)了雙速率運行，同時滿足了系統(tǒng)對計算時間和液壓伺服系統(tǒng)控制頻率的要求。仿真表明本控制方案可行、正確、控制系統(tǒng)達到預(yù)期的設(shè)計要求，并為下位機的復(fù)雜控制奠定了基礎(chǔ)，同時can總線與伺服控制器集成為液壓系統(tǒng)的實時控制和大功率機器人驅(qū)動部件的研究奠定了基礎(chǔ)。