可用于生产线的工业机器人研究
3控制器
如何有效地将其他领域（如图像处理、声音识别、最优控制、人工智能等）的研究成果应用到机器人控制系统的实时操作中，是一项富有挑战性的研究工作．而具有开放式结构的模块化、标准化机器人控制器的研究无疑对提高机器人性能和自主能力、推动机器人技术的发展具有重大意义．机器人控制器是根据指令以及传感信息控制机器人完成一定的动作或作业任务的装置，它是机器人的心脏，决定了机器人性能的优劣。
这里采用了串行的控制算法处理方式，机器人的控制算法是由串行机来处理。用上、下位机二级分布式结构，上位机负责整个系统管理以及运动学计算、轨迹规划等。下位机由多CPU组成，每个CPU控制一个关节运动，这些CPU和主控机联系是通过总线形式的紧耦合。这种结构的控制器工作速度和控制性能明显提高，但这些多CPU系统共有的特征都是针对具体问题而采用的功能分布式结构，即每个处理器承担固定任务，控制器计算机控制系统中的位置控制部分，采用数字式位置控制。硬件平台本一开始采用固高公司生产的GT系列运动控制器，可以同步控制四个运动轴，实现多轴协调运动。其核心由ADSP2I8l数字信号处理器和FPGA组成，可以实现高性能的控制计算。研究过程中，有以下几个局限性：
（1）开放性差：局限于“专用计算机、专用机器人语言、专用微处理器”的封闭式结构。封闭的控制器结构使其具有特定的功能、适应于特定的环境，不便于对系统进行扩展和改进；
（2）软件独立性差：软件结构及其逻辑结构依赖于处理器硬件，难以在不同的系统间移植；
（3）容错性差：由于并行计算中的数据相关性、通讯及同步等内在特点，控制器的容错性能变差，其中一个处理器出故障可能导致整个系统的瘫痪；
（4）扩展性差：目前，机器人控制器的研究着重于从关节这一级较常见的，比如对空宅导弹导引火来说，锁定和预偏是两个经常要用到的功能，而它们却对伺服系统的形式和速率传感器的选择提出丁不同的要求。
首先，如果在导引头内增加一套测速机元什，则问题就可以解决，但这样做会使系统复杂程度提高，利于产品研制的工程化和小型化；再者，通过计算分析发现，在导弹的挂帆飞行状态，导引光轴虽然要求复现的是相对弹体的锁定，搜索和雷达黼动信号，但导弹住挂机状态弹体摆动角速度不是太大，且摆动持续的时间也不会很长，如果导引头的锁定品质能满足要求，则利用速率陀螺来进行反馈的弊端就可被大大减弱。所以经过综合考虑，决定仍仅采用速率陀螺作为内回路速度传感器件，以科于更好地实现光轴对El标的稳定跟踪。
4仿真验证
以随动系统复现相对惯性空间稳定的输入为例，为进一步比较两种方案，我们利用ADAMs软件和MATLAB软件一起进行了位标器运动学、动『J学和控制系统联合仿真。仿真条件假设目标在空间静止，在中环通道，分别利用陀螺速度反馈和测速机速度反馈，在弹体摆动情况下，进行目标指示信息的随动，对指向误差（即光轴与视线的夹角）的大小进行记录，仿真结果如图3所示。
其中实线为采用陀螺信号时的误差，虚线为采用测速机信号时的误差。结果表明，采用陀螺信号作为反馈信号可以有效地减小弹体摆动情况系统的随动误差，此结果与前面理论分析结果也基本一致。
5结语
本文详细分析了动基座随动系统不同输入信号的类型，得出对相对基座稳定的输入采用测速机反馈、对相对惯性空间稳定的输入采用速率陀螺反馈的传感器选用原则，并以空空导弹导引头为例进行了ADAMs和MATLAB联合数字仿真，仿真结果验证了分析的正确性。
参考文献:
【l】左哲，李东海，戴亚平，宋跃进．陀螺稳定平台状态补偿控制【J】．航空学报，2008，29（1）：14l47．
【2】杨蒲，李奇．三轴陀螺稳定平台控制系统设计与实现【J】．中国惯性技术学报，2007，15（2）：176．
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