当前位置:主页 > 管理论文 > 物流管理论文 >

基于CANopen协议的全向移动机器人控制系统设计与实现

发布时间:2017-12-28 20:13

  本文关键词:基于CANopen协议的全向移动机器人控制系统设计与实现 出处:《东南大学》2015年硕士论文 论文类型:学位论文


  更多相关文章: 全向移动机器人 控制系统 CANopen RTX 主从节点


【摘要】:全向移动机器人具有运动灵活、执行效率高等优点,广泛应用于装配生产、仓储物流等行业。控制系统设计是全向移动机器人研发的关键技术之一,随着机器人性能要求提高,控制系统朝着更加智能化、开放化的方向发展。本文以麦克纳姆轮式全向移动机器人为研究对象,开发基于实时操作系统和CANopen协议的分布式控制系统,提高系统的实时性、可靠性和可扩展性。论文的主要工作和成果如下:1.针对该型全向移动搬运机器人,以ARM处理器STM32F103为核心设计专用主控单元,集成遥控控制、平台升降、障碍物检测、电量监测等功能;在原有设计基础上改进驱动单元,并基于CAN总线构建分布式控制体系。2.移植CANopen协议,围绕网络管理报文、服务数据对象、过程数据对象、特殊功能对象进行通讯机制分析和程序实现;结合控制系统功能要求,设计对象字典,建立完善的主从节点通讯协议;在主控单元、驱动单元硬件平台上分别进行主、从节点的软件设计,实现节点的初始化、状态切换、SDO配置、PDO传输及NMT管理等功能,实现完整的CANopen应用层协议。3.移植RTX实时操作系统,嵌入CANopen内核功能,基于模块化的思想,将复杂的功能封装成各个任务,利用操作系统的任务调度和管理功能,实现系统的稳定运行。4.在上述研究基础上,搭建通信实验平台验证系统性能,使用CAN分析仪监测和分析CANopen节点通信过程及报文内容,并在机器人上搭载本套控制系统进行实物测试。试验表明,主从节点间通信收发正常,主节点管理能力强健,机器人运行稳定可靠,控制系统实时性良好。
[Abstract]:Omnidirectional mobile robot has the advantages of flexible movement and high efficiency, which is widely used in assembly production, warehousing logistics and other industries. Control system design is one of the key technologies in the development of omnidirectional mobile robot. With the improvement of robot performance requirements, the control system is developing towards more intelligent and open direction. The move to Mecanum wheel omni-directional robot as the research object, the development of distributed real-time operating system and control system based on CANopen protocol and improve the real-time, reliability and scalability of system. The main work and achievements are as follows: 1. according to the type of omnidirectional mobile handling robot based on ARM processor STM32F103 as the core design for the main control unit, remote control, integrated platform lifting, obstacle detection, power monitoring and other functions; drive unit improvement based on original design, and construction of distributed control system based on CAN bus. 2. transplant CANopen protocol, network management, message service around the data object, process data object, special function object communication mechanism analysis and program implementation; combined with the functions of control system, the design of object dictionary, the establishment and perfection of the master-slave node communication protocol; the main control unit, drive unit hardware platform were the main, from the software design node, realize node initialization, state switching, SDO configuration, PDO transmission and NMT management functions, the realization of the CANopen application layer protocol integrity. 3., transplant RTX real-time operation system and embedded CANopen kernel function. Based on modularization idea, encapsulate complex functions into various tasks, and realize the stable operation of the system by using the task scheduling and management functions of the operation system. 4., on the basis of the above research, we set up a communication experimental platform to verify the performance of the system. We use CAN analyzer to monitor and analyze the CANopen node communication process and message content, and carry out the physical test on the robot with this control system. The test shows that the communication between master and slave nodes is normal, the management ability of the main node is strong, the robot is running stable and reliable, and the real-time performance of the control system is good.
【学位授予单位】:东南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TP242

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 Monika Mack;;CANopen验证——如何让你的设备按照既定设计运行[J];中国科技信息;2006年20期

2 ;CANopen协议的实现[J];国内外机电一体化技术;2006年03期

3 李澄;赵辉;;CANopen协议及在电动机控制系统中的应用[J];微电机;2009年04期

4 ;基于CAN总线的CANopen协议讲座(12) 如何快速实现CANopen网络的组建与配置——基于CANopen协议的通信网络[J];电子技术应用;2010年06期

5 高大朋;白焰;;应用于安全相关领域的CANopen Safety协议[J];工业控制计算机;2010年11期

6 龚龙峰;;CANopen网络配置与管理的实现[J];冶金自动化;2013年05期

7 王金达;张勇;王德宇;赵振环;闫晗;;嵌入式CANopen下位系统设计[J];科技创新与应用;2014年13期

8 孙健;陶维青;;CAN应用层协议CANopen浅析[J];仪器仪表标准化与计量;2006年02期

9 王俊波;胥布工;;CANopen协议分析与实现[J];微计算机信息;2006年17期

10 Armin von Collrepp;田新柏;;CANopen概述[J];国内外机电一体化技术;2006年02期

相关会议论文 前7条

1 顾嫣;张凤登;;基于CANopen协议的软PLC应用[A];2008中国仪器仪表与测控技术进展大会论文集(Ⅲ)[C];2008年

2 谢维;;基于CANopen协议的卷染机控制系统研究[A];自动化技术与冶金流程节能减排——全国冶金自动化信息网2008年会论文集[C];2008年

3 王俊波;胥布工;王清阳;;基于CANopen协议的报文调度分析与优化[A];第25届中国控制会议论文集(下册)[C];2006年

4 钱冲山;罗韶波;;基于CANopen总线的变频器控制技术在茶叶翻堆机行走系统中的应用[A];智能“数控一代”机械产品创新应用高端论坛论文集[C];2013年

5 叶浩峰;胥布工;王俊波;;通过CANoe实现CANopen网络的仿真[A];04'中国企业自动化和信息化建设论坛暨中南六省区自动化学会学术年会专辑[C];2004年

6 段建民;焦圣伟;徐U,

本文编号:1347247


资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/guanlilunwen/wuliuguanlilunwen/1347247.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户700c0***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com