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基于EtherCAT的六自由度机械臂运动控制系统研究
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基于EtherCAT的六自由度机械臂运动控制系统研究
论文目录
 
摘要第1-6页
ABSTRACT第6页
第1章 绪论第10-19页
　　　　1.1 课题研究的背景和意义第10页
　　　　1.2 国内外研究现状第10-17页
　　　　　　　　1.2.1 机械臂国内外发展现状第10-14页
　　　　　　　　1.2.2 关键技术第14-17页
　　　　1.3 本文研究的主要内容第17-19页
第2章 机械臂模型建立及运动学计算第19-33页
　　　　2.1 六自由度机械臂建模的数学基础第19-21页
　　　　　　　　2.1.1 位姿描述第19-20页
　　　　　　　　2.1.2 复合变换第20-21页
　　　　　　　　2.1.3 齐次坐标变换第21页
　　　　2.2 机械臂D-H模型建立第21-23页
　　　　　　　　2.2.1 连杆坐标系确立第22页
　　　　　　　　2.2.2 D-H参数确立第22-23页
　　　　2.3 正运动学分析第23-25页
　　　　2.4 逆运动学分析第25-29页
　　　　　　　　2.4.1 前三个关节角求取第26-28页
　　　　　　　　2.4.2 后三个关节角求取第28-29页
　　　　2.5 运动学的仿真及验证第29-32页
　　　　2.6 本章小结第32-33页
第3章 六自由度机械臂关节空间轨迹规划第33-39页
　　　　3.1 多项式插值第33-35页
　　　　　　　　3.1.1 三次多项式插值第33-34页
　　　　　　　　3.1.2 五次多项式插值第34-35页
　　　　3.2 组合函数插值第35-37页
　　　　3.3 组合函数轨迹规划仿真实验第37页
　　　　3.4 轨迹规划方法的比较第37-38页
　　　　3.5 本章小结第38-39页
第4章 基于EtherCAT的运动控制系统主站实现第39-50页
　　　　4.1 EtherCAT概述第39-43页
　　　　　　　　4.1.1 EtherCAT运行原理第39-40页
　　　　　　　　4.1.2 EtherCAT通信协议第40-41页
　　　　　　　　4.1.3 Ether CAT寻址方式第41-42页
　　　　　　　　4.1.4 EtherCAT通信模式第42-43页
　　　　4.2 EtherCAT主站功能介绍第43-44页
　　　　4.3 控制器软件规划第44-47页
　　　　　　　　4.3.1 轨迹规划算法第45页
　　　　　　　　4.3.2 单关节运动控制第45-46页
　　　　　　　　4.3.3 多轴联动控制第46-47页
　　　　4.4 主站从站通信建立第47-49页
　　　　4.5 本章小结第49-50页
第5章 运动控制系统从站实现第50-67页
　　　　5.1 从站功能及通讯结构介绍第50页
　　　　5.2 硬件选择第50-54页
　　　　　　　　5.2.1 关节技术参数的确定第50-52页
　　　　　　　　5.2.2 驱动器的硬件选择第52-54页
　　　　5.3 软件设计第54-66页
　　　　　　　　5.3.1 软件流程图第54-55页
　　　　　　　　5.3.2 从站应用层协议第55-56页
　　　　　　　　5.3.3 状态机第56-58页
　　　　　　　　5.3.4 应用程序设计第58页
　　　　　　　　5.3.5 PID控制方式及改进算法第58-64页
　　　　　　　　5.3.6 三闭环性能测试第64-66页
　　　　5.4 本章小结第66-67页
第6章 实验平台的搭建与系统测试第67-76页
　　　　6.1 实验平台搭建第67-68页
　　　　6.2 系统测试第68-75页
　　　　　　　　6.2.1单轴运动实验第68-71页
　　　　　　　　6.2.2多轴联动实验第71-73页
　　　　　　　　6.2.3 实时性分析第73-74页
　　　　　　　　6.2.4 精度分析第74-75页
　　　　6.3 本章小结第75-76页
第7章 总结与展望第76-78页
　　　　7.1 总结第76-77页
　　　　7.2 展望第77-78页
参考文献第78-81页
附录A 攻读硕士学位期间发表的论文第81-82页
致谢第82页

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