51201645-800 HONEYWELL 而文献[7]以实时控制为目的

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并行处理结构

并行处理技术是提高计算速度的一个重要而有效的手段,能满足机器人控制的实时性要求.从文献来看,关于机器人控制器并行处理技术,人们研究较多的是机器人运动学和动力学的并行算法及其实现.1982年J.Y.S.Luh[3]首次提出机器人动力学并行处理问题,这是因为关节型机器人的动力学方程是一组非线性强耦合的二阶微分方程,计算十分复杂.提高机器人动力学算法计算速度也为实现复杂的控制算法如:计算力矩法、非线性前馈法、自适应控制法等打下基础.开发并行算法的途径之一就是改造串行算法,使之并行化,然后将算法映射到并行结构.一般有两种方式,一是考虑给定的并行处理器结构,根据处理器结构所支持的计算模型,开发算法的并行性;二是首先开发算法的并行性,然后设计支持该算法的并行处理器结构,以达到最佳并行效率.

构造并行处理结构的机器人控制器的计算机系统一般采用以下方式:

开发机器人控制专用VLSI[4,5]

设计专用VLSI能充分利用机器人控制算法的并行性,依靠芯片内的并行体系结构易于解决机器人控制算法中大量出现的计算,能大大提高运动学、动力学方程的计算速度.但由于芯片是根据具体的算法来设计的,当算法改变时,芯片则不能使用,因此采用这种方式构造的控制器不通用,更不利于系统的维护与开发.

利用有并行处理能力的芯片式计算机(如:Transputer,DSP等)构成并行处理网络

Transputer是英国Inmos公司研制并生产的一种并行处理用的芯片式计算机.利用Transputer芯片的4对位串通信的link对,易于构造不同的拓扑结构,且Transputer具有极强的计算能力.利用Transputer并行处理器,人们构造了各种机器人并行处理器,如流水线型、树型等.文献[6]利用Transputer网络实现逆运动学计算,而文献[7]以实时控制为目的,分别实现了前馈补偿及计算力矩两种基于固定模型的控制方案.

随着数字信号芯片速度的不断提高,高速数字信号处理器(DSP)在信息处理的各个方面得到广泛应用.DSP以极快的数字运算速度见长,并易于构成并行处理网络[8].文献[9]介绍了一种基于DSP的机器人控制器,采用并行/流水线的设计方案,提高控制器性能.

MODICON AS-384B-204 USPP AS384B204

TELEMECANIQUE 372-SPU-474-21-​V26 NSFP 372SPU47421V26

ALLEN BRADLEY 5250-LP4 NSFP 5250LP4

ALLEN BRADLEY 1395-A78-E2-P50 USPP 1395A78E2P50

SIEMENS 6SE7-038-2EH85-​0AA0 USPP 6SE70382EH850AA​0

ALLEN BRADLEY 1775-S5 USPP 1775S5

REXROTH 1-070-083-221 NSPP 1070083221

GE FANUC 6KDV32000Q2B70 NSFP 6KDV32000Q2B70

SIEMENS 3RW2240-0CB15 USPP 3RW22400CB15

ALLEN BRADLEY 1395-A77N-E1-P5​0 USPP 1395A77NE1P50

SEW EURODRIVE KH47-TDT71D6 NSFP KH47TDT71D6