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更新时间: 2023-06-01
实验系统由工控机、pmac运动控制卡、松下交流伺服系统、dsp图像处理系统和机器人组成。了解和熟悉松下交流伺服系统的原理和功能后，调试机器人关节伺服电机的运行，优化相关控制参数以求获得**伺服效果;研究pmac运动控制卡的原理和功能，并与松下交流伺服系统配合，编写运动程序，不断调整和优化pmac卡的控制参数，以求获得满意的运动控制效果;
pmac控制卡安装在工控机中，它通过isa总线与工控机通讯。工控机主要运行主控程序、pmac应用程序、dsp应用软件ccs。seed-vpm642实验箱通过rs232串口数据线与工控机相连并进行数据通讯。pmac控制卡通过电缆连接松下交流伺服系统，接收松下伺服控制器输出的编码器信号，输出指令信号给松下交流伺服系统。ccd摄像头摄取目标物体图像，输出连续彩色视频图像给dsp图像处理系统。seed-vpm642图像处理系统处理摄像头摄取的图像，求取圆形物体的质心图像坐标，通过串口传递给工控机。
系统工作流程
给定期望目标物体质心图像坐标，主控程序计算其与由dsp图像处理系统反馈的质心图像坐标值的差值，判断系统是否已到达伺服位置，若已到达，则结束伺服过程;否则，求解图像雅可比矩阵的逆阵，得到机器人两个关节应转动的角度值，并将其输出给pmac运动程序，pmac卡按运动程序计算并输出转矩指令给松下伺服控制器，由它直接控制机器人关节电机的运转，通过编码器检测关节的位置，反馈给伺服控制器和pmac卡（伺服控制器对编码器信号进行处理后自身使用并可同时输出）。ccd摄像头跟随机器人运动，摄取目标物体图像，通过dsp图像处理程序处理后求得目标物体质心图像坐标，通过串口通讯传递给主控程序作为视觉反馈量，形成视觉伺服循环。
实验结果
基于上述系统原理，在vc++6.0环境下编写主控程序，主控程序主要包括界面的显示和人机交互部分、图像雅可比矩阵逆阵部分、pmac应用程序部分，串口通信部分、数据存储部分。
程序界面能对期望像素值、实际像素值的初始值、增益矩阵、关节初始转角、数据采集间隔等进行设置。程序能够对实际像素值、关节角度增量值和关节实际位置值等进行实时显示，并存储相关数据。通过调用pmac动态链接库函数，实现与pmac卡的通讯。增益矩阵为对角矩阵，用来设置关节角度变化的放大比例。程序设置了两个定时器，一个用于采集两个关节的实际位置值，另一个用于定时接收串口数据值、计算雅可比矩阵、与pmac卡通讯等，也即为系统的伺服周期。
