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四足机器人半物理仿真及在线自诊断系统研究

作　者: 余继权
导　师: 王国庆
学　校: 长安大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 四足机器人动力学模型半物理仿真在线自诊断
分类号: TP242
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

四足步行机器人具有较强的承载能力和结构稳定性，较好的机动性能以及良好的地面适应能力，因而四足机器人的研究深具社会意义和实用价值，受到世界各国的广泛重视。但是由于四足机器人数学描述的复杂性，使得动力学分析较为困难。为了解决上面难题，本文首先设计了四足机器人的实际机械结构，为四足机器人动力学，半物理仿真及在线自诊断系统研究提供了硬件平台。本文使用Maplesim软件，按照四足机器人腿和箱体的机械结构，在Maplesim软件中建立了四足机器人的仿真模型。在仿真模型关节处添加相应的驱动函数，使得四足机器人能以一种符合四足哺乳动物的步态行走，经过添加探针仿真后可得到仿真模型的动力学仿真曲线。本文通过构建四足机器人控制系统半物理仿真系统，来实现控制系统性能的测试。第一步，建立了四足机器人动力学模型，将Maplesim中仿真后产生的四足机器人动力学模型转换到C代码中；第二步，将四足机器人动力学模型的C代码生成DLL文件，方便在C#软件环境下的调用；第三步，在.NET框架下应用C#语言设计了半物理仿真系统的仿真平台；第四步，通过C#软件来调用已生成的DLL文件。论文最后设计了四足机器人的在线自诊断系统，完成了传感器运行状态及CAN通信的诊断。首先，完成了ADC前向通道及电源的设计，并完成了主控芯片及ADC的选择；其次，完成了逻辑分析仪硬件及UI设计；再次，完成了CAN通信诊断；最后，对自诊断系统的主要外围电路进行了设计。

四足机器人半物理仿真及在线自诊断系统研究

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