清远升降车,  清远升降车出租,  清远升降车租赁     面向六自由度动臂的一种快速控制原型实现方案??         Ｌｉｎｋｓ－ＲＴ半实物仿真平台系统模型和控制方法的选定，仅仅是动臂控制系统的开始，具体落实到实现与部署，仍然有着一些技术瓶颈。由于系统模型建立的过程中会不可避免地存在假设与简化，相较真实系统的符合程度难以精确验证，所以基于系统数学模型设计幵发的控制器，尽管在计算机仿真时可以取得较好的成果，但在实物验证与实际的应用中，往往不尽人意。快速控制原型技术基于通用接口的高计算能力的硬件平台和代码自动生成技术，与真实设备通过Ｉ／Ｏ硬件进行交互，并支持在线修改参数、启停控制、实时数据存储等功能，能够高效地创建控制器快速原型并进行控制律验证，大幅度提高了控制系统的开发效率。因此，将快速控制原型应用于六自由度串联工业动臂中有着较高的实用性。Ｌｉｎｋｓ－ＲＴ是由北京灵思创奇科技有限公司开发的一款通用半实物仿真平台，致力于为各行业用户提供快速控制原型设计。Ｌｉｎｋｓ－ＲＴ平台支持用户基于ＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ、ＡＭＥＳｉｍ等图形化建模环境进行模型设计，实现自动化、液压、机械等多领域建模工具与ＶｘＷｏｒｋｓ实时目标机的紧密集成，构成一个高易用性、高可靠性、强实时性的设计、仿真、验证平台。

      Ｌｉｎｋｓ－ＲＴ系统采用上－下位机的系统架构。上位机（即主控计算机）运行在Ｗｉｎｄｏｗｓ操作系统中，完成算法模型的开发、仿真运行监控以及人机操作界面等功能，能够完成基于ＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ的动臂控制系统控制算法框架的搭建、代码自动生成、控制器实时参数调整、数据记录处理等。Ｌｉｎｋｓ－ＲＴ下位机（即在线仿真目标机）是控制系统模型实时运行的平台，将上位机中开发的Ｓｉｍｕｌｉｎｋ模型经过编译后转化成实时运行的二进制代码，并下载到目标机中运行，完成模型运算、算法仿真运算及Ｉ／Ｏ任务。编译转换与下载过程在Ｌｉｎｋｓ－ＲＴ半实物仿真平台实现，实时仿真机Ｌｉｎｋｓ－Ｂｏｘ。此外，系统还包括信号调理、信号转接等定制化设备，以及可能接入的三轴转台、目标模拟器等第三方被控对象设备。通过Ｓｉｍｕｌｉｎｋ环境开发机器人各种控制相关算法，使用ＲＴ－Ｓｉｍ软件进行算法调试和代码下载，对机器臂进行各种控制操作，其中可开发的算法包括轨迹规划、正逆运动学、关节空间的插值运算、动力学等算法等等。

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        基于Ｌｉｎｋｓ－ＲＴ的动臂快速控制原型系统搭建半实物仿真平台最典型的应用是面向控制系统的开发，本文研究的正是对六自由度串联工业动臂利用Ｌｉｎｋｓ－ＲＴ的ＲＣＰ功能。该方案主要是将原系统中的控制器替换为Ｌｉｎｋｓ－ＲＴ半实物仿真平台，即将转接盒连接控制器的ＣＮ１７和ＣＮ１８断开，连接仿真机上的对应线缆，然后将原控制器的串口断开，和仿真机的ＣＯＭ１连接在一起，至此就完成了硬件切换。这种基于半实物仿真的测试方法较传统的全实物台架测试，具有低风险、低成本、快速并可重复试验等优点。基于Ｌｉｎｋｓ－ＲＴ半实物仿真平台的快速控制原型设计主要分为两个阶段：设计阶段：首先，基于图形化建模工具完成控制器算法的原型设计，然后，利用自动代码编译技术，生成仿真计算机可直接执行的二进制代码；测试阶段：仿真计算机运行生成的控制器代码模型，与真实被控对象构成闭环控制回路，完成控制算法的在其中的应用与实现在Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ建模环境下使用Ｌｉｎｋｓ－ＲＴ仿真软件包，用户可按照６个步骤实现从建模到半实物仿真的全过程。（１）：Ｓｉｍｕｌｉｎｋ下的数学仿真。首先，在Ｓｉｍｕｌｉｎｋ环境下建立数学模型，通过在Ｓｉｍｕｌｉｎｋ下的数学仿真，初步验证模型及算法。（２）：添加１０模块。在控制算法模型中加入ＩＯ硬件模块，并完成硬件参数配置。（３）：自动代码生成。用户完成ＲＣＰ控制模型设计后，即可调用代码生成工具，将Ｓｉｍｕｌｉｎｋ模型转换成Ｃ代码，并编译为可执行程序。（４）：建立仿真工程。在ＲＴ－Ｓｉｍ管理环境中，根据软件向导，建立仿真工程，设置仿真目标机属性，配置监视及保存变量，准备仿真。（５）：硬件在环实时仿真。在ＲＴ－Ｓｉｍ环境下，点击“启动”开始仿真，代码自动下载到目标机，并启动实时运行，与真实设备通过１〇硬件进行交互。上位机的ＲＴ－Ｓｉｍ通过以太网监视目标机状态，并支持在线修改参数、启停控制、实时数据存储等功能。（６）：数据后处理。仿真结束后，ＲＴ－Ｓｉｍ进行实时存储数据上传、格式转换（支持ｔｘｔ、ｘｌｓ、ｍａｔ等格式）、数据回放等，能够与Ｍａｔｌａｂ、Ｅｘｃｅｌ等工具无缝集成，并能够进行简单的数据处理。在动臂控制系统的设计过程中，会较为频繁地替换控制方法、改变控制器参数以及对比控制效果。所以需要一套高效的实验流程体系来支撑。而利用上述基于Ｌｉｎｋｓ－ＲＴ的动臂快速控制原型方案，用户能够迅速测试并检验控制算法、在线调整参数、及时修改控制方案、在线控制的同时可进行系统仿真以便比较。

        首先分析了川崎ＲＳ１０Ｎ型号动臂的系统构成及各部分的功能，并对本文所需的实验环境进行了配置，同时对此功能分析后应用ＭｏｔｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＴｏｏｌｋｉｔ２００８运动控制器软件使系统调成闭环控制模式即模拟量控制模式。为后文软硬件环境下的实验做好铺垫。其次，基于Ｌｉｎｋｓ－ＲＴ半实物仿真系统列出了快速控制原型方案中的软件开发流程，并对仿真系统硬件即运动控制板卡模块做了简要说明，为后文基于ＲＣＰ的动臂系统功能设计以及实物验证打下了基础。

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