首页> 中文学位 >面向并联机器人传感器故障的容错纠错策略、算法及其FPGA实现
【6h】

面向并联机器人传感器故障的容错纠错策略、算法及其FPGA实现

代理获取

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1 课题背景及研究意义

1.2 容错技术研究现状及发展

1.3 FPGA简介

1.4 本文研究的主要内容

第二章 面向并联机器人传感器故障的容错纠错策略及算法研究

2.1 并联机器人传感器故障容错纠错策略

2.2 并联机器人驱动腿传感器故障重构算法

2.3 传感器故障重构算法仿真实例

2.4 本章小结

第三章 位移传感器故障重构算法的FPGA实现研究

3.1 重构算法的FPGA结构

3.2 基于CORDIC算法的三角运算

3.3 基于Chebyshev算法的反余弦运算

3.4 除法运算

3.5开平方运算

3.6基于FPGA的重构算法数据仿真

3.7本章小结

第四章 FPGA的自修复容错数字电路研究

4.1 基于胚胎细胞的自修复机制

4.2 具有自修复功能的基本结构单元设计

4.3 实例分析

4.4 容错性能分析

4.5本章小结

第五章 基于FPGA的容错重构实验

5.1 实验总体架构

5.2 重构实验硬件平台

5.3 FPGA系统设计

5.4 PID控制实验

5.5 本章小结

第六章 总结及展望

6.1 论文工作总结

6.2 未来展望

致谢

参考文献

附 录

攻读硕士学位期间的研究成果

展开▼

摘要

容错纠错技术是提高机电产品安全性、可靠性的有效手段。本文以四自由度2RPS+2TPS型并联机器人传感器故障的容错纠错策略、重构算法及其现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)实现技术的研究为主线,对上述研究内容进行了较为深入系统的研究。
  针对2RPS+2TPS型四自由度并联机器人可能出现的传感器故障提出了一种容错纠错策略,该策略通过在机器人的固定平台和动平台中心附加一柔索,柔索一端连接弹簧和冗余传感器,实现了对机器人四条驱动腿传感器故障的容错纠错功能。如果驱动腿中的某一个传感器发生故障,则可根据空间闭链机构约束,由其它正常工作驱动腿的传感器和冗余传感器的测量值计算出故障传感器的应测值,文中导出了位移和速度传感器故障的容错纠错重构算法。通过模拟渐变型和突变型的传感器故障,对文中提出的容错纠错方案进行了仿真研究。
  对位移传感器故障容错纠错重构算法的FPGA实现技术进行了研究,针对重构算法中的复杂数学运算,应用了CORDIC、Chebyshev等易于用FPGA实现的算法来求解,对各种复杂运算的FPGA实现技术进行了研究,以位移重构算法的FPGA实现为实例,用多组数据进行了仿真验证。
  基于胚胎细胞的可重构特性,提出了一种自修复机制,对重构算法的FPGA数字电路的容错纠错方法进行了研究,设计了基本结构单元,应用实例分析了该数字电路的自修复机理,通过对比研究验证了该方法能有效提高 FPGA系统的容错性能。
  提出了基于 FPGA实现位移传感器故障容错重构实验的整体架构及实验验证方法步骤。对容错重构实验中重构算法、控制系统及故障检测与隔离三大功能的FPGA的系统结构进行了设计,研究了FPGA实现直流伺服电机PID控制的结构和电路,并通过了实验验证。
  本论文研究的并联机器人传感器故障的容错纠错策略、算法及其 FPGA实现技术将为其它机电产品的容错纠错提供了有价值的借鉴和指导。

著录项

相似文献

  • 中文文献
  • 外文文献
  • 专利
代理获取

客服邮箱:kefu@zhangqiaokeyan.com

京公网安备:11010802029741号 ICP备案号:京ICP备15016152号-6 六维联合信息科技 (北京) 有限公司©版权所有
  • 客服微信

  • 服务号