一、基于CAN总线壁面移动机器人分布式控制器研究（论文文献综述）
刘其兵[1]（2021）在《爬-步四足机器人关节驱动与运动控制系统设计》文中研究指明相比于轮式机器人和履带式机器人,四足机器人采用腿足式结构,在灵活运动能力、适应地形能力和爬坡越障能力等方面都表现出了突出的优越性,成为近年来机器人研究领域的热点课题。根据运动形式的不同,仿生四足机器人主要分为仿哺乳动物四足机器人和仿爬行类动物四足机器人。仿哺乳动物四足机器人具有运动灵活和动态稳定性好等特点,但其重心较高,静态稳定性较差;仿爬行动物四足机器人采用四肢外展结构,重心低,运动平稳,但移动速度慢。为了融合这两种四足仿生机器人的运动特性,山东大学机器人中心研制了一款爬-步融合的四足仿生机器人。本文以该爬-步四足机器人为研究对象,为其设计大力矩、高性能的关节驱动单元和高实时性、高可靠性的运动控制系统,主要研究内容如下:（1）关节驱动单元设计。为实现对爬-步四足机器人腿部关节的伺服控制,使用三相无刷直流电机驱动腿部关节,设计集电机、减速器和驱动板于一体的关节驱动器,完成关节驱动器的硬件电路和软件系统的设计;为了验证关节驱动器的伺服性能,搭建了基于磁粉测功机的关节驱动器实验平台,并从位置伺服、速度伺服和力矩伺服三个方面进行了实验。实验结果表明,本文设计的关节驱动单元具有较好的位置、速度和力矩伺服性能,满足爬-步四足机器人对关节的控制需求。（2）运动控制系统设计。采用模块化的方式设计机器人实时控制系统整体框架,完成各个模块的硬件和软件两个方面的设计。首先,对运动控制器进行设计,采用NI的sbRIO-9629实时控制器,完成了对机器人各种控制任务的规划;其次,为满足运动控制器与关节驱动器之间的通信需求,利用NI9853E型CAN卡对CAN总线进行扩展,确保机器人每条单腿独占一条CAN总线,并设计CAN通信程序的流程;然后,设计了机器人姿态信息采集系统,利用IMU对机器人俯仰角、偏航角和横滚角等姿态数据进行采集;接着,针对机器人遥控问题,通过重定义无线手柄的按键及摇杆功能,实现了对机器人前进后退、站起蹲下和姿态调整的控制;最后,为了方便控制机器人电源以及为控制系统各个器件供电,在分析各个设备工作条件的基础上,设计了具有开关、降压、电流电压检测和保护等功能的电源管理系统。（3）爬-步四足机器人物理样机集成与实验。首先,从单腿关节的结构、躯干结构和仿生机构三个方面对爬-步四足机器人样机进行分析,针对横滚髋关节和俯仰膝关节的反平行四边形结构,推导了关节与电机输出轴之间的角度传动关系和力矩传动关系,并将前期设计好的运动控制系统集成到机器人物理样机上,完成了机器人底层硬件的搭建工作。然后,设计了 CAN总线通信实验和机器人整机运动实验,对CAN总线的通信速率和机器人的运动性能进行了测试。实验结果表明:CAN总线通信频率可达1kHz,满足爬-步四足机器人对运动控制器与关节驱动器之间的通信速率要求;本文设计的机器人控制系统可靠有效,爬-步四足机器人能够以1.5Hz的步频采用Trot步态平稳运动。
朱鹏程[2]（2020）在《嵌入式软体机器人控制器的设计与研究》文中研究指明采用软体或弹性材料制作的软体机器人,与传统的刚体机器人相比具有更好的安全性和柔顺性,由于其通常具有超冗余的自由度,在建模和控制方面仍然存在困难,有待进一步研究。本文针对一种具有多段弹性体关节的软体机器人,设计和提出了基于嵌入式ARM处理器和CAN总线的分布式控制系统方案,搭建了软体机器人的控制验证平台。根据软体机器人机械结构及其运动学模型,对运动控制过程中的插补算法进行了研究,阐述了直线插补算法和圆弧插补算法的基本原理和实现过程,以及梯形、S曲线加减速算法的基本原理与算法实现。根据软体机器人的控制需求,提出一种分布式控制系统,包括基于PC的上位机和多个关节运动控制器,上位机与各关节运动控制器之间通过CAN总线通讯,可实现多段弹性关节的协同运动。选用ARM系列微处理器芯片作为各关节运动的控制芯片,设计完成了关节运动控制器、CAN总线接口等硬件电路,搭建了软体机器人运动控制平台。最后对运动控制平台进行了调试和验证,完成了直线、圆弧运动轨迹以及弯曲夹取物体等实验动作。实验结果表明,基于正确的运动学模型,该控制系统可以实现软体机器人多轴协同运动控制,实现预期轨迹,CAN总线通讯可满足实时通讯要求,整个控制系统实现了预期运动控制功能。
李志昊[3]（2020）在《下肢外骨骼机器人控制系统研究》文中认为下肢外骨骼机器人是一种智能可穿戴装置,巧妙地结合了人的智能与机械的动能,能够与人体下肢协同运动,承担人体大部分背部负载,极大的增强了人体的生理机能。与传统运载机械相比,外骨骼机器人突破了行走机械地形适应性差、动作不灵活低等缺点,在军事、物流、救援等行业都具有广泛的应用潜能。外骨骼机器人的控制系统被称为外骨骼的“大脑”,是实现人体意图智能感知、本体高效驱动的重要保障,也是国际学术研究的热点与难点。本课题以下肢外骨骼机器人控制系统为研究目标,结合课题组基于EHA的下肢外骨骼机器人样机,开展了相关研究工作。第一章,阐述了外骨骼机器人控制系统的研究背景与意义,介绍了外骨骼机器人国内外研究现状,重点调研并分析了多款典型外骨骼机器人样机的控制系统及控制策略,提出本课题的研究目标和内容。第二章,介绍了外骨骼机器人系统方案。从仿生学角度,详细阐述了样机机械系统的设计准则和设计指标,完成机器人状态检测传感系统系统设计;利用“四象限法”对关节EHA系统进行全工况运行特性分析,说明系统的工作原理和控制特性;从人机工程的角度,对比分析不同类型人机交互的原理和优缺点,建立了人机交互时延传播链路,揭示了检测位置对交互效果的影响,完成了基于物理型人机交互的交互系统设计;采用基本运动项切分人体运动过程,提出了一种基于步态事件触发的有限状态机描述方法,统一表征人体运动全过程,并完成了基于FSR的步态辨识传感系统设计。第三章,完成了外骨骼机器人控制器硬件系统设计。针对现有控制在控制器在拓扑结构、计算与控制性能、扩展性方面存在的不足,采用了一种基于CAN总线的全网络分布式异构控制器硬件架构,针对课题组样机的控制需求,完成了硬件系统的具体开发。该控制器采用统一总线进行组网,具有强大的可变拓扑性能;采用异构计算体系,实现了控制器的计算性能和控制性能的最大化和最优化;建立了以“组件”为基础的模块化硬件体系,以“功能”为导向实现了控制器硬件的解耦,极大地提高了硬件的复用性和整体控制器硬件系统的可扩展性。在一定程度上,该控制器能够兼容各类机器人系统,具有一定的普适性与开放性。第四章,完成了外骨骼机器人控制器软件平台开发。针对现有控制器软件系统在可移植性、可重构性、功能性等方面的缺陷,提出了一种跨平台层次化控制器软件框架,构建了以硬件抽象层、设备抽象层、任务层等为主的分层控制器软件平台,构建了一种通用的硬件抽象体系,能够快速兼容各类主控芯片,采用“驱动-总线-设备”模型,实现了外设-设备-应用代码的解耦,增强了功能模块的复用性,极大提高了用户的开发效率。深度集成了CANopen协议栈,提供了一种统一、高效的通信模式,为控制系统的快速构建提供了软件基础。第五章,提出了一种基于最小交互力分层人机协同控制框架,建立了基于虚拟弹簧-阻尼系统的人机交互模型,完成人机交互力到运动末端速度的映射,实现了人体运动意图的感知。采用基于事件触发的机器人运动状态描述方法,实现不同运动状态下,运动末端空间速度到关节运动空间速度的转换。提出了一种标准化-模糊步态辨识算法,为机器人运动状态转移提供精准的触发事件。完成了EHA系统参数辨识和PD控制设计,实现了机器人关节运动控制。第六章,开展了外骨骼机器人试验研究。基于上述提出的外骨骼机器人控制器与控制策略,搭建所需的试验平台,开展对应的试验研究,对外骨骼机器人控制系统进行验证。第七章,总结了本课题的研究工作,未来的研究方向和内容进行了展望。
宋强[4]（2020）在《上肢康复外骨骼硬件控制系统的设计与优化》文中进行了进一步梳理随着偏瘫康复应用中上肢康复外骨骼机器人的应用越来越广,保证人机交互的舒适性,减小人机交互中的对抗力逐渐成为研究的热点,如何设计满足条件的硬件控制系统平台是设计合适的机器人系统的前提。本论文主要面向上肢康复外骨骼机器人系统,进行硬件控制系统、实时性指标评价以及实时性优化相关的研究,具体包括以下三个方面:设计针对上肢外骨骼的被动、主动与阻抗力控制模式需求的硬件控制系统。首先结合了机械结构,完成了运动控制系统与交互力采集系以及关节绝对角度检测系统的需求分析与设计。针对系统中难以通过传统方式对角度进行检测的法兰耦合关节,设计了一种霍尔传感器环,结合运动控制器的关节相对运动角度实现对关节绝对角度的检测。最后进行了主控制单元的设计,通过CAN总线以及CANopen协议实现控制单元以及系统中的其他单元的实时数据交换。根据系统结构设计了一套系统软件,并通过交互力跟随实验验证了系统的功能性设计。针对控制系统需求,本文提出了基于力跟随控制下的上肢康复外骨骼机器人硬件控制系统实时性评价指标与一种基于异构控制系统的分布式主控制系统设计方法。通过系统对力变化的响应速度来对系统的实时性进行评价,并针对硬件控制系统以及软件结构的特性,通过实验以及分析得到影响系统实时性的主要环节及原因。针对不同环节使用到的硬件部分相对独立的特点,将控制系统中的任务分为高实时性任务和低实时性任务,提出了一种基于异构控制系统的分布式主控制系统设计方法。针对不同的控制模式,将对实时性要求不同的任务使用不同的微处理器进行处理,在保证系统功能性以及可扩展性的情况下对系统的硬件控制系统实时性进行了优化。并通过对优化后的系统交互力跟随实验,与优化前系统的实时性指标进行了对比验证,验证了优化方法的有效性。最后通过位置控制延迟测定实验对系统的实时性优化指标进行了量化,发现在本系统中位置控制延迟时间得到了47%的优化,并对系统各个环节在优化前后的时间消耗进行了分析,对优化方法的理论进行了进一步验证。
付成英[5]（2020）在《基于分布式控制的水下机器人设计》文中研究指明随着人类对水下资源的勘探、开发和利用,水下机器人作为关键装备,逐渐得到广泛地应用。传统的水下机器人,具有外设丰富、功能强大的优点,但是也存在成本高昂、笨重、携带和使用不方便等缺点。本课题提出一种全新的思路,实现一种低成本、小体积、重量轻、易携带和布放、使用方便的观察级水下机器人。本课题主要的工作如下:（1）本课题对水下机器人在国内外现状和发展趋势进行分析,对观察级水下机器人的技术趋势和商业前景进行研判和预测。本课题研究内容,对于水下机器人的市场调研和技术探索,具有参考意义。（2）本课题实现一个观察级水下机器人的完整设计,对于能源系统、通信系统、控制系统、传感器系统、动力系统、视频系统等子系统,均进行分析和测试,验证了其可行性、可靠性。（3）本课题对于水下机器人设计的关键技术,如高压直流输电技术、宽带电力线载波技术、分布式控制系统、电池管理系统、推进器系统,进行仔细分析、提出完整的设计思路,并对其具体技术实现进行描述。本课题也通过对样机的设计、试制、测试等过程,对关键技术进行完整验证,以确保满足水下机器人的功能需求。（4）本课题选用传感器为MEMS传感器,体积小、重量轻、成本低廉,满足多数低成本的水下机器人功能需求,经实际验证稳定可靠,可作为水下机器人的标准配置。（5）对于通信部分,本课题选用CAN总线和以太网总线,制定各自通讯协议并实现通信协议之间的互相转换。本课题中,CAN总线的功能和性能得到充分验证能,可作为水下机器人本体的标准总线。（6）对于水下机器人的性能,提出比较完整的测试方案,验证各个功能模块的性能,尤其是关键的通讯性能、推进器性能等。水下机器人的设计,其功能模块多、技术复杂度高。在本课题中,水下机器人设计尽可能使用稳定可靠的技术方案和功能模块,以提高整体设计的鲁棒性和稳定性。经过总体方案、硬件设计、软件设计、样机组装调试后,水下机器人的运动和姿态控制、宽带通信、视频编解码和显示、电源管理、远程遥控和监控等功能均验证通过。经过多方面测试,水下机器人的运动性能、姿态和航向控制能力、通讯数据带宽、视频分辨率、传感器数据精度等重要指标均符合设计要求。其测试结果,验证了观察级水下机器人的可行性和实用性,达到了研究目的。
谷雨[6]（2020）在《仿壁虎机器人足端三维力感知及运动控制研究》文中指出随着我国空间站建造与运营工作的深入,空间站的维护巡检任务将更加繁重和繁重,基于干黏附技术的仿壁虎机器人可附着于太空舱表面并代替人类完成巡检等作业。在此情况下,机器人与太空舱表面的稳定黏附具有特别重要的意义,一旦未能稳定黏附,将可能成为空间垃圾,危及航天器的安全。考虑到仿生黏附机器人作业环境的复杂性,需实时检测机器人足端的作用力,为仿生机器人的控制提供输入约束。自然界中壁虎能够实现复杂环境下的稳定黏附运动,这种能力源自于壁虎对运动反力的精确感知及对运动行为的实时调控。受壁虎足端力调控行为的启示,设计了具有足端实时三维力感知特性的仿壁虎机器人,并提出了与力反馈机制相匹配的力控制策略以实现机器人黏附攀爬过程中的稳定黏附与柔顺脱附,具体研究内容如下:1)为得到机器人脚掌与壁面间的黏脱附力学状态的信息,解决无效黏附和脱附冲击等工程应用中的难题,研制了小型化、传感/结构支撑一体化的足端力智能感知模块的设计需求;采用“马其他十字”与“双悬臂梁”结合的组合式结构设计方法实现了低耦合、高强度的传感器结构设计;采用分布式的硬件设计方案实现了模块化、小型化的信号处理需求;基于实时操作系统设计交互式采集/传输系统实现了高实时和高传输率软件目标。2)由于黏附机制尚未揭示,通过模型难以得到机器人在黏脱附过程中的运动反力。为探究机器人在黏脱附过程中的足端受力情况,本文结合3DForsor搭建了具有低质心、柔性关节和分布式控制系统特性的IBSS-Ⅱ-2机器人平台,依次通过机器人模型建立、足端轨迹规划及步态设计对机器人整机运动稳定性能进行调试,分析足端三维力数据及实验现象,初步得到造成机器人跌落的影响因素。3)结合仿生黏附材料特性与生物黏脱附力学,分析了黏附预压力与机器人运动稳定性之间的关系,得到了优化的黏附预压力F*。基于壁虎的柔性脚掌模型,设计了可调控机器人黏附预压力的仿生柔触控制算法以实现机器人足端的稳定黏附;基于壁虎的关节/肌肉模型,设计了可调控机器人关节刚度的柔顺控制算法以实现机器人足端的柔顺脱附。通过实验评价了仿生柔触控制算法和柔顺控制算法对于提升机器人运动稳定性能有显着效果,为实现面向黏附攀爬作业领域的机器人的稳定黏附与柔顺脱附打下研究基础。
刘宁[7]（2020）在《新型地铁铺轨吊机控制系统设计与研发》文中研究表明地铁铺轨吊机广泛应用于地铁建设,由于地铁隧道壁面呈圆弧状,传统的吊运方式要在隧道壁面上开孔架设临时用轨以供铺轨吊机行走,存在施工效率低、工程量大、影响隧道寿命等问题。本文面向一种无需架设临时用轨的新型八轮腿式地铁铺轨吊机,为其设计研发配套的专用控制系统,以提升我国地铁铺轨的施工效率。全文主要内容如下:根据新型铺轨吊机动作需求,分析了组合动作、差速转弯、机身自平衡、双机同步等专用功能并提出解决方案,并基于ADAMS进行了仿真分析与验证。为提高新型铺轨吊机各行走轮的同步控制精度,从驱动电路和颤振信号叠加两方面对电液比例放大器进行研究与改进设计。基于理论与建模仿真分析了反接卸荷式驱动电路的不足,提出了双边驱动电路,试验表明该电路兼具单管驱动及反接卸荷式驱动电路的优势,可实现比例方向阀快速换向并保证阀芯定位精度。给出一种数字式比例放大器颤振叠加方案,并通过建模仿真和试验比较了颤振信号种类及参数对阀芯灵敏度和滞环的作用效果。结果表明方波颤振效果优于三角波和正弦波,可有效提升阀芯灵敏度,减小阀芯滞环并提升其定位精度。为保障吊机各行走轮在负载干扰下的同步控制性能和卷扬机的快速换向,基于理论分析及建模仿真,确定了比例阀控马达系统的“PID+死区补偿+前馈”闭环控制方案,并通过试验验证了其有效性。确定了控制系统采用多微处理器的模块化架构,对控制系统硬件电路进行规划、设计与研制;并基于理论分析、虚拟样机仿真和有限状态机控制,给出了机身自平衡、组合动作、双机同步等专用功能的软件实现方法,完成了系统软件与手控器界面的设计开发。
张雪莹[8]（2020）在《基于ARM的管道焊接机器人分布式运动控制系统研究》文中研究说明本文首先对比了国内外大口径管道自动焊接系统优点和缺点,从工业生产实际出发,对管道自动焊接系统的组态人机交互系统需要实现的功能进行了分析,提出了基于ARM的管道焊接机器人分布式运动控制系统设计。该设计首先对人机交互系统的硬件进行了设计,嵌入式系统架构以AM4379为核心板,通过对外围模块电路进行设计,搭建嵌入式系统硬件,利用处理器和外围芯片构建基于ARM的管道焊接机器人分布式运动控制系统,并进行了Boot Loader、Linux系统移植、文件系统等的移植和优化;利用Qt进行了组态软件开发,完成了上位机图形界面的搭建、数据存储以及设备通信等功能。经测试与应用,该系统控制功能完善,实时性好,数据存储安全,人机交互界面友好,运行可靠、稳定,且成本低,益于推广应用,同时该设计中组态软件提供二次开发接口,可应用于分布式控制场合。经过车间试验和调试,该设计基本上实现了组态开发、设备通信、数据存储功能,因此满足了项目的初步要求。
陈睿[9]（2020）在《基于CAN总线的多手捡拾机器人分布式控制系统设计与实现》文中指出传统捡拾机器人通常采用集中式控制系统,这种集中式控制系统的实时性和稳定性较差,其在一定程度上阻碍了机器人技术的发展与变革。为此,本文设计了一种以CAN（Controller Area Network）总线为核心的捡拾机器人分布式控制系统。为了提高捡拾机器人的控制精度,创新性地提出了机械手关节的正交模糊PID控制方法;为了减少控制系统的信息延时,创新性地提出了基于改进动态优先权算法的CAN总线通信方法。本文的主要研究内容如下:首先,本文对捡拾机器人整体进行了运动学研究,建立了底盘两轮差速模型和五自由度机械手的运动学模型。同时针对多手捡拾机器人特殊的工作方式和整体的功能构造,以CAN总线为通信总线搭建了捡拾机器人的分布式控制系统。其次,本文对捡拾机器人各功能模块进行了硬件设计,包含CAN总线通信模块、步进电机共阳极驱动模块和其他传感器模块等。除此之外,根据捡拾机器人的功能需求,对其整体控制系统进行了软件设计,主要分为4个部分:底盘驱动系统软件设计,机械手驱动系统软件设计,上位机软件设计,通信系统软件设计。底盘驱动系统主要包括步进电机驱动,红外避障和无线遥控。机械手驱动系统主要包括电动舵机驱动与调速,磁电编码器采集误差信号,并为了提高精度在电动舵机开环驱动上加入了正交模糊PID控制算法。上位机主要包括MFC界面设计与串口通信,基于PELCO-D协议的云台控制。通信系统主要包括CAN总线通信和USART通信。然后,本文针对捡拾机器人通信系统的实际功能,设计了捡拾机器人CAN总线的应用层协议。同时提出了通信系统实时性的优化方法,以对数分区的最早截止时间算法（Earliest Deadline First,EDF）改进动态优先权算法,将对数分区量化后的优先级引入动态优先权算法中作为其次优先级,用来解决动态优先权算法中的优先权锁死的问题,提高了通信系统的实时性。通过Stateflow有限状态机动态仿真CAN总线的工作过程,分析了CAN总线通信过程中的各网络性能参数的变化趋势。最后,搭建了捡拾机器人实验平台。通过机械手运动控制实验分析定位误差,验证了正交模糊PID控制算法能提高机械手关节驱动控制系统的准确性和稳定性。通过多机械手CAN总线通信实验,验证了本文设计的CAN总线应用层的合理性。通过多机械手捡拾实验,验证了多手捡拾机器人整机工作的完整性。
孙日杰[10]（2019）在《机器人全向移动平台及控制系统设计研究》文中指出全向移动机器人是机器人中的一个分支,以全向轮为基础,通过控制系统,使机器人可以实现任意自由度的运动。全向移动平台是全向移动机器人的运动执行部分,是机器人实现其他功能的基础。本文以麦克纳姆轮为基础的机器人全向移动平台作为研究对象,以STM32主控芯片作为下位机的核心硬件,以树莓派作为上位机的控制计算中心,开发出针对全向移动平台的基于STM32的分布式实时控制系统,对全向移动平台控制系统的实时性和可靠性做出相关研究,本文主要工作包括:（1）研究了全向移动平台的基础运动原理。对一般全向轮的工作原理进行了分析,推导出单个一般全向轮的逆运动学方程,对两类多个全向轮的布局进行分析,得到了OMNI轮组和麦克纳姆轮组在不同布局下的逆运动学方程,其中,得到了麦克纳姆轮4轮组的运动学雅克比矩阵。针对麦克纳姆轮4轮组有不同的布局,其运动特性不同,结合课题选择了一种较为合理的麦克纳姆轮4轮组布局方式,并对该布局方式,设计了全向移动平台的运动结构和平行四杆独立悬挂机构。（2）研究了全向移动平台的分布式控制和优先级控制机制。建立以STM32处理器为核心的全向移动平台下位机控制系统,以树莓派为计算控制中心的上位机控制系统。根据分布式控制和优先级控制思想,将控制系统划分为5个控制子系统:上位机通信控制子系统、IMU计算子系统、运动控制子系统、故障检测子系统、显示控制子系统,以及近距离检测控制块。（3）研究全向移动平台的控制任务系列及其实现方法。基于嵌入式实时操作系统Free RTOS的控制系统,设计了5个控制任务:ROS＿Task任务实现了和上位机的数据处理、Detect＿Task任务实现了对整个控制系统所有设备的故障检测、IMU＿Task任务实现了对IMU姿态传感器的数据融合,获得稳定数据、Chassis＿Task任务,结合麦克纳姆轮运动模型,实现了对全向移动平台的运动控制、Uesr＿Task任务实现了显示下位机的工作状态。
二、基于CAN总线壁面移动机器人分布式控制器研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、基于CAN总线壁面移动机器人分布式控制器研究（论文提纲范文）
（1）爬-步四足机器人关节驱动与运动控制系统设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 四足机器人国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 机器人关节驱动方式研究现状 |
| 1.4 机器人运动控制系统研究现状 |
| 1.5 论文主要研究内容及章节安排 |
| 第二章 爬-步四足机器人关节驱动单元设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 关节驱动器机械结构 |
| 2.2.1 无刷直流电机 |
| 2.2.2 行星减速器 |
| 2.3 关节驱动器硬件设计 |
| 2.3.1 主控电路设计 |
| 2.3.2 三相逆变桥设计 |
| 2.3.3 功率驱动电路设计 |
| 2.3.4 位置检测电路设计 |
| 2.3.5 通信电路设计 |
| 2.4 关节驱动器软件设计 |
| 2.4.1 磁场定向控制原理 |
| 2.4.2 空间矢量脉宽调制原理 |
| 2.4.3 电机系统软件设计 |
| 2.4.4 CAN数据帧格式 |
| 2.5 关节驱动器上位机软件 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 爬-步四足机器人实时运动控制系统设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实时控制系统框架设计 |
| 3.3 运动控制器设计 |
| 3.3.1 运动控制器硬件设计 |
| 3.3.2 运动控制器软件设计 |
| 3.4 通信系统设计 |
| 3.4.1 通信系统硬件设计 |
| 3.4.2 通信系统软件设计 |
| 3.5 姿态信息采集系统设计 |
| 3.5.1 姿态信息采集系统硬件设计 |
| 3.5.2 姿态信息采集系统软件设计 |
| 3.6 远程遥控系统设计 |
| 3.6.1 远程遥控系统硬件设计 |
| 3.6.2 远程遥控系统软件设计 |
| 3.7 电源管理系统设计 |
| 3.7.1 电源管理系统硬件设计 |
| 3.7.2 电源管理系统软件设计 |
| 3.8 本章小结 |
| 第四章 爬-步四足机器人物理样机集成 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 爬-步四足机器人样机概述 |
| 4.2.1 机器人单腿结构设计 |
| 4.2.2 机器人躯干结构设计 |
| 4.2.3 四足机器人仿生机构 |
| 4.3 关节与电机输出轴传动关系分析 |
| 4.3.1 横滚髋关节传动关系 |
| 4.3.2 俯仰膝关节传动关系 |
| 4.4 爬-步四足机器人物理样机集成设计 |
| 4.4.1 控制系统器件布局设计 |
| 4.4.2 控制系统走线设计 |
| 4.4.3 机器人物理样机 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 爬-步四足机器人关节驱动与整机运动实验 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 关节驱动器性能实验 |
| 5.2.1 关节驱动器实验平台 |
| 5.2.2 位置正弦跟随 |
| 5.2.3 速度正弦跟随 |
| 5.2.4 力矩正弦跟随 |
| 5.3 CAN总线通信实验 |
| 5.4 机器人运动实验 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间的学术成果 |
| 攻读硕士学位期间参加的科研项目 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（2）嵌入式软体机器人控制器的设计与研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 课题来源及研究意义 |
| 1.3 软体机器人概述 |
| 1.3.1 软体机器人的应用领域 |
| 1.3.2 软体机器人控制方法概述 |
| 1.4 国内外研究现状 |
| 1.4.1 软体机器人研究现状 |
| 1.4.2 软体机器人控制器相关研究 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 1.5.1 主要研究内容 |
| 1.5.2 论文内容安排 |
| 第二章 软体机器人运动学及插补算法研究 |
| 2.1 运动学建模 |
| 2.1.1 软体机器人机械结构 |
| 2.1.2 运动学模型 |
| 2.2 插补算法 |
| 2.2.1 插补算法的原理及分类 |
| 2.2.2 直线的插补算法 |
| 2.2.3 圆弧的插补算法 |
| 2.3 加减速算法 |
| 2.3.1 加减速算法的特点分析 |
| 2.3.2 梯形加减速算法 |
| 2.3.3 S曲线加减速算法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 软体机器人控制器硬件设计 |
| 3.1 硬件设计的总体方案 |
| 3.2 关节运动控制器硬件设计方案 |
| 3.3 ARM微处理器选型 |
| 3.3.1 ARM微处理器简介 |
| 3.3.2 微处理器选型 |
| 3.4 CAN总线通讯 |
| 3.4.1 CAN总线 |
| 3.4.2 CAN控制器和收发器选择 |
| 3.4.3 CAN总线通讯模型 |
| 3.4.4 CAN通讯电路设计 |
| 3.5 辅助电路设计 |
| 3.5.1 电源电路 |
| 3.5.2 USB转串口电路 |
| 3.5.3 时钟电路 |
| 3.5.4 调试接口电路 |
| 3.5.5 启动模式 |
| 3.6 电机驱动模块 |
| 3.6.1 电机驱动器的选择 |
| 3.6.2 电机驱动电路 |
| 3.7 硬件PCB电路设计 |
| 3.8 本章小结 |
| 第四章 软体机器人控制器软件设计 |
| 4.1 控制器软件总体方案 |
| 4.2 CANOPEN协议 |
| 4.2.1 CANopen高级协议介绍 |
| 4.2.2 CANopen高层协议特点 |
| 4.2.3 CANopen高层协议的主要内容 |
| 4.3 CAN报文和外设 |
| 4.3.1 CAN报文 |
| 4.3.2 CAN发送邮箱 |
| 4.3.3 CAN接收FIFO |
| 4.3.4 接收过滤器 |
| 4.4 CAN总线通讯程序 |
| 4.4.1 CAN总线通讯模型 |
| 4.4.2 CAN总线初始化 |
| 4.5 主程序 |
| 4.6 DMA控制器程序 |
| 4.7 中断服务子程序 |
| 4.8 串口通讯程序 |
| 4.9 本章小结 |
| 第五章 调试与实验 |
| 5.1 实验平台搭建 |
| 5.2 运动控制实验 |
| 5.2.1 末端轨迹直线插补实验 |
| 5.2.2 末端轨迹圆弧插补实验 |
| 5.3 弯曲抓取实验 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 在学期间的研究成果 |
| 致谢 |
（3）下肢外骨骼机器人控制系统研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 外骨骼机器人国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 外骨骼机器人控制系统研究现状 |
| 1.4 研究目标及主要内容 |
| 1.5 本章小结 |
| 第2章 外骨骼机器人系统方案 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基于人体生理学的机械系统设计 |
| 2.3 液压驱动系统 |
| 2.3.1 液压驱动系统方案 |
| 2.3.2 膝关节EHA系统 |
| 2.3.3 髋关节EHA系统 |
| 2.4 传感与感知系统 |
| 2.4.1 机器人状态检测子系统 |
| 2.4.2 人机交互规律探究及系统实现 |
| 2.4.3 人体运动分析及步态辨识子系统实现 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 基于CAN总线全网络分布式异构控制器设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 控制器硬件需求分析 |
| 3.3 控制器硬件总体架构 |
| 3.4 控制器硬件设计 |
| 3.4.1 总节点 |
| 3.4.2 关节节点 |
| 3.4.3 模拟量输入节点 |
| 3.4.4 电流输出节点 |
| 3.4.5 SSI节点 |
| 3.4.6 IMU节点 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 跨平台层次化控制器软件平台开发 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 软件平台需求分析 |
| 4.3 软件平台总体架构 |
| 4.4 软件平台设计与开发 |
| 4.4.1 硬件抽象层设计与实现 |
| 4.4.2 设备抽象层设计与实现 |
| 4.5 CANopen协议栈实现与集成 |
| 4.5.1 基于canfestival的 CANopen协议栈实现 |
| 4.5.2 CANopen协议栈集成 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 基于最小交互力的人机协同控制策略研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 人机协同分层控制框架 |
| 5.3 人体步态辨识算法研究 |
| 5.3.1 标准化处理 |
| 5.3.2 模糊逻辑处理 |
| 5.4 人机交互建模研究 |
| 5.5 外骨骼机器人运动学建模 |
| 5.6 机器人关节运动控制 |
| 5.6.1 EHA系统参数辨识 |
| 5.6.2 EHA系统特性分析与控制器设计 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 外骨骼机器人试验研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 固定轨迹跟随试验 |
| 6.3 摆动项人机协同试验 |
| 6.4 站立项人机协同试验 |
| 6.5 人体步态辨识算法试验 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学期间所取得的主要科研成果 |
（4）上肢康复外骨骼硬件控制系统的设计与优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究工作的背景与意义 |
| 1.2 国内外研究历史与现状 |
| 1.2.1 上肢康复外骨骼机器人 |
| 1.2.2 外骨骼相关机器人控制系统设计分类 |
| 1.3 本文的主要贡献与创新 |
| 1.4 本论文的结构安排 |
| 第二章 上肢康复外骨骼的控制策略以及硬件控制系统需求 |
| 2.1 偏瘫病人的康复阶段 |
| 2.2 偏瘫康复训练的主要方法与训练模式 |
| 2.3 运动控制策略 |
| 2.3.1 直接位置控制 |
| 2.3.2 阻抗力控制 |
| 2.4 机器人自身重力的补偿 |
| 2.5 辅助康复训练模式 |
| 2.5.1 被动训练模式 |
| 2.5.2 主动训练模式和抗阻训练模式 |
| 2.6 控制系统最大运动速度的测定 |
| 2.7 控制系统硬件需求分析 |
| 2.7.1 直接位置控制模式的硬件需求 |
| 2.7.2 阻抗力控制模式的硬件需求 |
| 2.7.3 综合硬件需求 |
| 2.8 本章小结 |
| 第三章 上肢康复外骨骼硬件控制系统设计 |
| 3.1 机械结构设计介绍 |
| 3.2 电机选型 |
| 3.3 控制系统总体设计方案 |
| 3.4 运动控制系统设计 |
| 3.4.1 永磁同步电机运动控制系统 |
| 3.4.2 直流电机运动控制系统 |
| 3.4.3 增量编码器接口电路设计 |
| 3.4.4 运动控制器基板设计 |
| 3.5 内部通讯系统设计 |
| 3.5.1 CANopen通讯协议 |
| 3.5.2 CANopen节点配置 |
| 3.5.3 CANopen节点号分配 |
| 3.6 交互力采集系统设计 |
| 3.6.1 交互力传感器的位置 |
| 3.6.2 交互力传感器的选型 |
| 3.7 绝对角度检测系统设计 |
| 3.7.1 角度传感器在机器人上的分布 |
| 3.7.2 霍尔角度传感器系统设计 |
| 3.7.3 磁编码器系统设计 |
| 3.8 主控制单元设计 |
| 3.9 系统整体供电设计 |
| 3.10 软件系统设计 |
| 3.11 系统原型验证 |
| 3.12 本章小结 |
| 第四章 上肢康复外骨骼控制系统的实时性优化及验证 |
| 4.1 外骨骼控制系统分析 |
| 4.1.1 控制系统的实时性问题 |
| 4.1.2 控制系统实时性的分析 |
| 4.1.3 控制系统的实时性评价指标 |
| 4.1.4 控制系统任务环节 |
| 4.2 使用多核异构理论对控制系统进行优化 |
| 4.3 多核异构系统方案设计 |
| 4.3.1 使用多处理器设计控制系统 |
| 4.3.2 优化与运动控制器的信息交互 |
| 4.3.3 任务分配与调度 |
| 4.3.4 异构系统中程序的设计 |
| 4.4 控制系统实时性测试结果及其分析 |
| 4.4.1交互力跟随控制实验 |
| 4.4.2 位置控制延迟测定试验 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 全文总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（5）基于分布式控制的水下机器人设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 国内外现状和发展趋势 |
| 1.3 课题研究目标与意义 |
| 1.4 研究内容及章节安排 |
| 第二章 总体设计和关键技术 |
| 2.1 设计目标 |
| 2.2 系统架构和功能说明 |
| 2.3 能源系统设计 |
| 2.3.1 高压直流输电技术 |
| 2.3.2 电池管理系统(BMS) |
| 2.4 通信系统设计 |
| 2.4.1 宽带电力线载波技术 |
| 2.4.2 CAN总线技术 |
| 2.5 分布式控制系统 |
| 2.5.1 水下机器人分布式控制系统架构 |
| 2.5.2 水下机器人CAN通信协议 |
| 2.5.3 水下机器人以太网通信协议 |
| 2.6 动力系统 |
| 2.6.1 动力系统布局 |
| 2.6.2 推进器技术 |
| 2.7 视频系统 |
| 2.8 传感器系统 |
| 第三章 系统硬件设计 |
| 3.1 ROV硬件设计概述 |
| 3.2 甲板单元硬件设计 |
| 3.2.1 高压直流开关电源设计 |
| 3.2.2 电力线载波模块设计 |
| 3.2.3 以太网路由器模块设计 |
| 3.2.4 直流供电模块设计 |
| 3.2.5 视频解码模块设计 |
| 3.3 脐带缆硬件设计 |
| 3.4 控制单元硬件设计 |
| 3.4.1 锂电池充电电路设计 |
| 3.4.2 开关机电路设计 |
| 3.4.3 供电电路设计 |
| 3.4.4 显示屏供电电路设计 |
| 3.4.5 摇杆和按键电路设计 |
| 3.4.6 主控制电路设计 |
| 3.5 水下机器人硬件设计 |
| 3.5.1 降压直流电源设计 |
| 3.5.2 电源监控和控制设计 |
| 3.5.3 芯片级供电电源设计 |
| 3.5.4 交换机硬件设计 |
| 3.5.5 CAN通信模块设计 |
| 3.5.6 通信转换模块设计 |
| 3.5.7 姿态和运动控制模块设计 |
| 3.5.8 云台和摄像头控制模块设计 |
| 3.5.9 推进器模块设计 |
| 3.5.10 电池管理系统硬件设计 |
| 第四章 系统软件设计 |
| 4.1 软件设计概述 |
| 4.2 嵌入式软件开发平台 |
| 4.3 控制单元软件设计 |
| 4.3.1 WIFI通讯功能软件设计 |
| 4.3.2 OLED屏显示软件设计 |
| 4.3.3 摇杆输入和按键检测软件设计 |
| 4.4 甲板单元软件设计 |
| 4.4.1 视频管理软件设计 |
| 4.4.2 外设输入模块软件设计 |
| 4.5 水下机器人本体软件设计 |
| 4.5.1 通信转换软件设计 |
| 4.5.2 姿态解析软件设计 |
| 4.5.3 推进器控制软件设计 |
| 4.5.4 姿态和运动控制软件设计 |
| 4.5.5 电池管理软件设计 |
| 4.5.6 传感器软件设计 |
| 4.5.7 摄像头和云台控制软件设计 |
| 4.5.8 在线升级模块软件设计 |
| 第五章 实验及结果分析 |
| 5.1 通信链路调试 |
| 5.2 推进器转速和推力测试 |
| 5.3 地磁导航航向测试 |
| 5.4 其他测试 |
| 结论及展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（6）仿壁虎机器人足端三维力感知及运动控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 仿壁虎机器人运动控制策略的研究现状 |
| 1.2.2 机器人力感知模块的研究现状 |
| 1.3 本文主要内容 |
| 第二章 仿壁虎机器人足端力智能感知模块的研制 |
| 2.1 足端力感知模块的需求分析及设计方案的制定 |
| 2.1.1 需求分析及技术指标的设定 |
| 2.1.2 设计方案的制定 |
| 2.2 足端力感知模块的设计 |
| 2.2.1 力感知模块的敏感元件设计 |
| 2.2.2 力感知模块的硬件设计 |
| 2.3 足端力感知模块的性能参数 |
| 2.3.1 力感知模块的软件设计 |
| 2.3.2 力感知模块的标定与解耦 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 仿壁虎机器人的设计及其运动控制的实现 |
| 3.1 仿壁虎机器人的设计方案设定 |
| 3.2 仿壁虎机器人机械结构设计 |
| 3.2.1 驱动电机选型 |
| 3.2.2 足端力智能感知模块与单腿的一体化设计 |
| 3.2.3 整机结构设计 |
| 3.3 仿壁虎机器人控制系统设计 |
| 3.3.1 机器人控制系统的硬件设计 |
| 3.3.2 机器人控制系统的软件设计 |
| 3.4 机器人运动控制的实现及运动稳定性能验证 |
| 3.4.1 机器人运动学建模 |
| 3.4.2 机器人足端轨迹及工作空间的设计 |
| 3.4.3 机器人的步态规划 |
| 3.4.4 机器人运动稳定性能验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 面向黏-脱附约束下的仿壁虎机器人力控策略研究 |
| 4.1 面向黏脱附特性的仿壁虎机器人爬行特性概述 |
| 4.2 面向黏脱附特性的仿壁虎机器人力控策略设计 |
| 4.2.1 黏脱附约束下的机器人足端受力分析 |
| 4.2.2 PVS黏附材料特性及机器人运动稳定性分析 |
| 4.2.3 机器人力控制策略设计 |
| 4.3 仿壁虎机器人面向黏脱附特性的力控制策略实验 |
| 4.3.1 面向黏附特性的最优黏附预压力实验 |
| 4.3.2 面向黏附特性的柔触控制策略实验 |
| 4.3.3 面向脱附特性的柔顺控制策略实验 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 论文主要工作 |
| 5.2 主要创新点 |
| 5.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（7）新型地铁铺轨吊机控制系统设计与研发（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 比例放大器国内外研究现状 |
| 1.2.1 比例多路阀及比例放大器简介 |
| 1.2.2 比例放大器国外研究现状 |
| 1.2.3 比例放大器国内研究现状 |
| 1.3 工程机械控制系统国内外研究现状 |
| 1.4 本文研究内容及组织架构 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 文章组织架构 |
| 第二章 控制系统总体设计 |
| 2.1 控制系统功能需求 |
| 2.2 关键问题及解决方案 |
| 2.2.1 轮速同步 |
| 2.2.2 转弯与机身自平衡 |
| 2.2.3 组合动作 |
| 2.2.4 双机同步 |
| 2.2.5 卷扬机快速换向 |
| 2.3 控制系统架构 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 电液比例控制性能提升技术研究 |
| 3.1 比例放大器研究设计 |
| 3.1.1 比例放大器需求分析 |
| 3.1.2 驱动电路研究与改进设计 |
| 3.1.3 颤振叠加设计 |
| 3.1.4 颤振信号种类及参数比较 |
| 3.2 比例阀控马达系统控制算法研究 |
| 3.2.1 PID算法原理 |
| 3.2.2 闭环模型建立及仿真 |
| 3.2.3 前馈控制 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 控制系统硬件电路设计 |
| 4.1 控制模块设计 |
| 4.1.1 微处理器选型 |
| 4.1.2 电源设计 |
| 4.1.3 通信接口 |
| 4.1.4 码盘反馈 |
| 4.1.5 辅助电路 |
| 4.2 驱动模块设计 |
| 4.2.1 比例放大器 |
| 4.2.2 数字量输入输出接口 |
| 4.3 PCB可靠性设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 控制系统软件设计 |
| 5.1 控制系统软件规划 |
| 5.2 指令格式制定 |
| 5.2.1 串口指令格式 |
| 5.2.2 CAN总线指令格式 |
| 5.3 专用功能实现 |
| 5.3.1 转弯与机身自平衡实现 |
| 5.3.2 组合动作实现 |
| 5.3.3 双机同步实现 |
| 5.4 手控器界面设计 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 系统功能验证与试验 |
| 6.1 基于ADAMS的专用功能验证 |
| 6.2 比例放大器性能试验 |
| 6.2.1 双边驱动电路试验 |
| 6.2.2 颤振叠加试验 |
| 6.2.3 颤振信号性能对比 |
| 6.3 比例阀控马达系统闭环控制试验 |
| 6.3.1 电流环参数整定 |
| 6.3.2 比例阀控马达跟踪能力测试 |
| 6.4 指令传输试验 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（8）基于ARM的管道焊接机器人分布式运动控制系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 课题研究现状与发展趋势 |
| 1.2.1 国内研究现状 |
| 1.2.2 国外研究现状 |
| 1.2.3 课题发展趋势 |
| 1.3 课题的研究目的和意义 |
| 1.4 课题来源和研究内容及论文框架 |
| 1.4.1 课题来源 |
| 1.4.2 课题研究内容 |
| 1.4.3 论文框架 |
| 第2章 系统的工作原理和设计方案 |
| 2.1 系统工作原理 |
| 2.2 系统整体需求与技术指标 |
| 2.3 系统设计方案 |
| 2.3.1 系统硬件设计方案 |
| 2.3.2 系统软件设计方案 |
| 2.3.3 组态软件设计方案 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 系统核心电路设计 |
| 3.1 系统硬件结构框图 |
| 3.2 系统硬件模块选择及设计 |
| 3.2.1 系统电源电路设计 |
| 3.2.2 系统电源电路设计 |
| 3.2.3 串口RS232 电路设计 |
| 3.2.4 系统LCD显示驱动电路设计 |
| 3.2.5 以太网通信电路设计 |
| 3.2.6 CAN总线电路设计 |
| 3.2.7 USB接口电路设计 |
| 3.3 分布式运动控制设计 |
| 3.3.1 TLE7181EM直流电机驱动电路设计 |
| 3.3.2 DRV8701 直流电机极驱电路设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 系统软件设计 |
| 4.1 嵌入式系统整体软件框架 |
| 4.2 人机交互系统Linux系统移植 |
| 4.2.1 基于Linux-3.14.43 内核的SD系统启动卡制作 |
| 4.2.2 固化Linux-3.14.43 系统到NAND FLASH |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 组态软件设计 |
| 5.1 组态软件整体设计框架 |
| 5.2 图形界面的设计 |
| 5.2.1 图形系统设计方案 |
| 5.2.2 画板的设计 |
| 5.2.3 组态软件界面设计 |
| 5.3 数据库设计 |
| 5.3.1 数据库系统整体设计架构 |
| 5.3.2 实时数据的处理 |
| 5.3.3 历史数据库的设计与开发 |
| 5.4 串口通信设计 |
| 5.5 脚本程序设计 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 人机交互系统调试 |
| 6.1 调试环境与实物展示 |
| 6.2 嵌入式系统模块调试 |
| 6.2.1 模块调试 |
| 6.2.2 串口调试 |
| 6.2.3 CAN调试 |
| 6.2.4 以太网调试 |
| 6.2.5 USB口调试 |
| 6.3 直流电机驱动调试 |
| 6.3.1 TLE7181EM直流电机驱动测试 |
| 6.3.2 DRV8701 有刷直流电机全桥栅极驱动器 |
| 6.4 用户界面和组态功能调试 |
| 6.4.1 系统启动调试 |
| 6.4.2 组态功能调试 |
| 6.4.3 系统联合调试 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录1 |
| 附录2 |
| 附录3 |
| 致谢 |
（9）基于CAN总线的多手捡拾机器人分布式控制系统设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状及发展趋势 |
| 1.2.1 捡拾机器人控制系统研究现状及发展趋势 |
| 1.2.2 CAN总线研究现状及发展趋势 |
| 1.3 课题研究的来源和主要研究内容 |
| 第二章 捡拾机器人运动学建模与分布式控制系统设计 |
| 2.1 捡拾机器人运动学建模 |
| 2.1.1 机器人底盘运动学建模 |
| 2.1.2 五自由度机械手运动学建模 |
| 2.2 捡拾机器人分布式控制系统设计 |
| 2.3 本章小节 |
| 第三章 控制系统硬件设计 |
| 3.1 硬件平台总体组成 |
| 3.2 ARM芯片的特点及选择 |
| 3.3 通信模块 |
| 3.3.1 CAN通信 |
| 3.3.2 RS232通信 |
| 3.4 执行机构与驱动控制模块 |
| 3.4.1 电机的选择 |
| 3.4.2 驱动控制 |
| 3.5 其他模块 |
| 3.5.1 电源模块 |
| 3.5.2 无线收发模块 |
| 3.5.3 红外传感器模块 |
| 3.6 本章小节 |
| 第四章 控制系统软件设计 |
| 4.1 底盘驱动系统软件设计 |
| 4.1.1 步进电机驱动 |
| 4.1.2 多传感器平行避障 |
| 4.1.3 无线遥控 |
| 4.2 机械手驱动系统软件设计 |
| 4.2.1 电动舵机数学模型 |
| 4.2.2 电动舵机驱动与调速 |
| 4.2.3 角度误差采集 |
| 4.2.4 正交模糊PID控制算法 |
| 4.3 上位机软件设计 |
| 4.3.1 MFC界面设计及串口通讯 |
| 4.3.2 基于PELCO-D协议的云台旋转 |
| 4.4 通信系统软件设计 |
| 4.4.1 CAN通信 |
| 4.4.2 USART通信 |
| 4.5 本章小节 |
| 第五章 CAN总线通信系统设计及实时性优化 |
| 5.1 CAN总线通信系统 |
| 5.2 CAN总线的标准协议 |
| 5.3 CAN总线应用层设计 |
| 5.3.1 CAN总线应用层设计需求 |
| 5.3.2 捡拾机器人CAN总线的应用层设计 |
| 5.4 通信系统实时性优化 |
| 5.4.1 基于动态优先权算法的CAN总线通信优化 |
| 5.4.2 基于EDF算法改进的CAN总线通信优化 |
| 5.5 仿真分析与讨论 |
| 5.6 本章小节 |
| 第六章 实验与分析 |
| 6.1 实验平台搭建 |
| 6.2 机械手运动控制实验 |
| 6.2.1 机械手定位实验 |
| 6.2.2 仿真实验对比分析 |
| 6.3 多机械手CAN总线通信实验 |
| 6.4 机器人多手捡拾实验 |
| 6.5 本章小节 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 在学期间取得的科研成果和科研情况说明 |
| 致谢 |
（10）机器人全向移动平台及控制系统设计研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 字母注释表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 全向移动平台及控制系统的研究现状 |
| 1.3 论文的主要研究内容及结构安排 |
| 第二章 全向轮运动模型分析及设计研究 |
| 2.1 单个全向轮运动分析 |
| 2.1.1 单个全向轮的运动学方程推导 |
| 2.2 两类全向轮的轮系布局分析 |
| 2.2.1 OMNI全向轮布局 |
| 2.2.2 麦克纳姆轮布局 |
| 2.3 全向轮的选择及移动平台结构设计 |
| 2.3.1 全向轮的选择 |
| 2.3.2 移动平台结构设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 全向移动平台控制系统设计研究 |
| 3.1 控制系统总体设计方案 |
| 3.1.1 分布式系统设计 |
| 3.1.2 优先级分级控制机制 |
| 3.1.3 控制系统结构图 |
| 3.2 控制系统硬件设计 |
| 3.2.1 下位机主控芯片 |
| 3.2.2 上位机控制器 |
| 3.2.3 电机及驱动器 |
| 3.2.4 传感器 |
| 3.3 控制系统通信协议 |
| 3.3.1 串口通信 |
| 3.3.2 CAN通信 |
| 3.3.3 I2C和SPI通信 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 控制系统软件设计研究及实现 |
| 4.1 Free RTOS实时嵌入式系统 |
| 4.1.1 Free RTOS |
| 4.1.2 基于Free RTOS控制系统框架 |
| 4.2 上位机通信控制子系统:ROS_Task任务 |
| 4.3 故障检测子系统:Detect_Task() |
| 4.3.1 设备状态判断算法 |
| 4.3.2 设备状态钩子函数算法 |
| 4.3.3 Detect_task任务实现 |
| 4.4 运动控制子系统:Chassis_Task任务 |
| 4.4.1 PID控制 |
| 4.4.2 基于麦克纳姆轮运动模型的PID运动控制 |
| 4.4.3 Chassis_Task任务实现 |
| 4.4.4 运动控制子系统控制过程 |
| 4.5 辅助任务:User_Task |
| 4.6 控制总原理图 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 实验测试分析 |
| 5.1 全向移动平台基础测试 |
| 5.1.1 移动平台辅助设备及电气连接 |
| 5.1.2 通过Rosserial连接下位机 |
| 5.2 全向移动平台运动响应测试 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 本文创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录A |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
四、基于CAN总线壁面移动机器人分布式控制器研究（论文参考文献）
- [1]爬-步四足机器人关节驱动与运动控制系统设计[D]. 刘其兵. 山东大学, 2021(09)
- [2]嵌入式软体机器人控制器的设计与研究[D]. 朱鹏程. 北方工业大学, 2020(02)
- [3]下肢外骨骼机器人控制系统研究[D]. 李志昊. 浙江大学, 2020(06)
- [4]上肢康复外骨骼硬件控制系统的设计与优化[D]. 宋强. 电子科技大学, 2020(07)
- [5]基于分布式控制的水下机器人设计[D]. 付成英. 广东工业大学, 2020(02)
- [6]仿壁虎机器人足端三维力感知及运动控制研究[D]. 谷雨. 南京航空航天大学, 2020
- [7]新型地铁铺轨吊机控制系统设计与研发[D]. 刘宁. 南京航空航天大学, 2020(07)
- [8]基于ARM的管道焊接机器人分布式运动控制系统研究[D]. 张雪莹. 北华航天工业学院, 2020(08)
- [9]基于CAN总线的多手捡拾机器人分布式控制系统设计与实现[D]. 陈睿. 天津理工大学, 2020
- [10]机器人全向移动平台及控制系统设计研究[D]. 孙日杰. 天津大学, 2019(01)