?。?）數(shù)據(jù)鏈路層：該層是一種低級的通信協(xié)議，該協(xié)議利用發(fā)送與接受特殊的控制字符確保信息可靠的發(fā)送。工業(yè)機器人控制器與上位計算機之間的信息交換由字符串組成，該字符串包括實際要交換的信息以及附加的控制字符，附加字符是必須的，以便接受設備能夠決定是否已接受到一個完整的信息。發(fā)送一個機器人的控制指令，需要經(jīng)過以下六個階段：發(fā)送開相、打包發(fā)送、發(fā)送閉相、接受開相、接受解包和接受閉相。
　?。?）應用層：該層是一種高級的通信協(xié)議，該協(xié)議定義了每一種信息的內(nèi)容以及每一種信息的響應。機器人控制器接受到一個信息后，信息必須由其控制器負責譯碼，并作出相應的動作，能夠響應上位計算機信息指令的軟件就稱為應用級協(xié)議。在本系統(tǒng)中，主要由上位機發(fā)送L0ADV、SAVEV、JwAIT、START四類指令，實現(xiàn)微機啟動機器人并進行實時監(jiān)控。
3 控制器
　　如何有效地將其他領域（如圖像處理、聲音識別、最優(yōu)控制、人工智能等）的研究成果應用到機器人控制系統(tǒng)的實時操作中，是一項富有挑戰(zhàn)性的研究工作．而具有開放式結構的模塊化、標準化機器人控制器的研究無疑對提高機器人性能和自主能力、推動機器人技術的發(fā)展具有重大意義．機器人控制器是根據(jù)指令以及傳感信息控制機器人完成一定的動作或作業(yè)任務的裝置，它是機器人的心臟，決定了機器人性能的優(yōu)劣。

　　這里采用了串行的控制算法處理方式，機器人的控制算法是由串行機來處理。用上、下位機二級分布式結構，上位機負責整個系統(tǒng)管理以及運動學計算、軌跡規(guī)劃等。下位機由多CPU組成，每個CPU控制一個關節(jié)運動，這些CPU和主控機聯(lián)系是通過總線形式的緊耦合。這種結構的控制器工作速度和控制性能明顯提高，但這些多CPU系統(tǒng)共有的特征都是針對具體問題而采用的功能分布式結構，即每個處理器承擔固定任務，控制器計算機控制系統(tǒng)中的位置控制部分，采用數(shù)字式位置控制。硬件平臺本一開始采用固高公司生產(chǎn)的GT系列運動控制器，可以同步控制四個運動軸，實現(xiàn)多軸協(xié)調(diào)運動。其核心由ADSP2I8l數(shù)字信號處理器和FPGA組成，可以實現(xiàn)高性能的控制計算。研究過程中，有以下幾個局限性：
　　（1）開放性差：局限于“專用計算機、專用機器人語言、專用微處理器”的封閉式結構。封閉的控制器結構使其具有特定的功能、適應于特定的環(huán)境，不便于對系統(tǒng)進行擴展和改進；
　?。?）軟件獨立性差：軟件結構及其邏輯結構依賴于處理器硬件，難以在不同的系統(tǒng)間移植；
　　（3）容錯性差：由于并行計算中的數(shù)據(jù)相關性、通訊及同步等內(nèi)在特點，控制器的容錯性能變差，其中一個處理器出故障可能導致整個系統(tǒng)的癱瘓；
　?。?）擴展性差：目前，機器人控制器的研究著重于從關節(jié)這一級較常見的，比如對空宅導彈導引火來說，鎖定和預偏是兩個經(jīng)常要用到的功能，而它們卻對伺服系統(tǒng)的形式和速率傳感器的選擇提出丁不同的要求。
　　首先，如果在導引頭內(nèi)增加一套測速機元什，則問題就可以解決，但這樣做會使系統(tǒng)復雜程度提高，利于產(chǎn)品研制的工程化和小型化；再者，通過計算分析發(fā)現(xiàn)，在導彈的掛帆飛行狀態(tài)，導引光軸雖然要求復現(xiàn)的是相對彈體的鎖定，搜索和雷達黼動信號，但導彈住掛機狀態(tài)彈體擺動角速度不是太大，且擺動持續(xù)的時間也不會很長，如果導引頭的鎖定品質能滿足要求，則利用速率陀螺來進行反饋的弊端就可被大大減弱。所以經(jīng)過綜合考慮，決定仍僅采用速率陀螺作為內(nèi)回路速度傳感器件，以科于更好地實現(xiàn)光軸對El標的穩(wěn)定跟蹤。
4 仿真驗證
　　以隨動系統(tǒng)復現(xiàn)相對慣性空間穩(wěn)定的輸入為例，為進一步比較兩種方案，我們利用ADAMs軟件和MATLAB軟件一起進行了位標器運動學、動『J學和控制系統(tǒng)聯(lián)合仿真。仿真條件假設目標在空間靜止，在中環(huán)通道，分別利用陀螺速度反饋和測速機速度反饋，在彈體擺動情況下，進行目標指示信息的隨動，對指向誤差（即光軸與視線的夾角）的大小進行記錄，仿真結果如圖3所示。

　　其中實線為采用陀螺信號時的誤差，虛線為采用測速機信號時的誤差。結果表明，采用陀螺信號作為反饋信號可以有效地減小彈體擺動情況系統(tǒng)的隨動誤差，此結果與前面理論分析結果也基本一致。
5 結語
　　本文詳細分析了動基座隨動系統(tǒng)不同輸入信號的類型，得出對相對基座穩(wěn)定的輸入采用測速機反饋、對相對慣性空間穩(wěn)定的輸入采用速率陀螺反饋的傳感器選用原則，并以空空導彈導引頭為例進行了ADAMs和MATLAB聯(lián)合數(shù)字仿真，仿真結果驗證了分析的正確性。
參考文獻:
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