免费论文：一种模块化机器人可重构控制器的设计与实现

随着机器人智能化和自动化程度不断提高，机器人的应用领域和范围不断扩大，需要完成的任务也日趋复杂，而传统机器人仅根据相对固定的作业任务和工作环境进行设计开发，不能适应复杂多变的工作环境和作业任务，因此，需要开发一种能够根据工作环境和作业任务改变自身构形的机器人，提高机器人的柔性和通用性，这种机器人称为可重构机器人。可重构机器人对机器人控制器提出了新的要求，由于机器人系统的各种构形对控制器的功能要求有所不同，要求机器人控制器能够根据机器人构形的要求动态地配置各种功能单元，以实现复杂的控制任务。本论文在模块化机器人控制的基础上，提出一种新的可重构机器人控制系统体系结构方案。方案采用ARM（Advanced RISC Machine）+FPGA（Field Programmable Gate Array）硬件架构，其中ARM为系统主控处理器，其中运行uC/OS-II实时操作系统，负责任务调度、决策规划以及FPGA内部逻辑重构，同时，利用SoPC（System On Programmable Chip）技术，在FPGA内部运行Nios II软核处理器系统，并开发了针对模块化机器人的IP（Intellectual Property）核，负责运动控制、IO控制及与上位机通信。另外，开发了模块化机器人的典型构形，对可重构控制系统性能进行了测试，各项测试和实验数据证明本论文设计的针对模块化机器人的可重构控制系统可以满足模块化机器人的性能要求。最后，对论文做出了总结和展望，提出了论文工作中的不足和下一步工作的重点内容。

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