| 【中文题名】 | 基于机械臂的远程控制系统研究 |
| 【英文题名】 | A Research about Remote Control System Based on a Robot |
| 【学科专业】 | 机械电子工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2005-4-26 |
| 【中关键词】 | 远程控制,机械臂,网络编程,远程视频监控,, |
| 【英关键词】 | remote control,robot,network program,long distance watch, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>远动技术>远动化系统>远距离控制和信号、远距离控制和信号系统> |
| 【论文摘要】 | 本文主要研究了基于网络环境的GRB四自由度机械臂控制系统的实现过程并对在此过程
中所遇到的一些问题进行了分析和讨论，研究了实现控制的远程化、网络化所遇到的关键技
术。本论文的研究工作对推动网络控制技术的进一步发展，掌握基本的网络控制思想及方法
有应用和指导意义。
文章主要分为两大部分。第一部分给出了控制对象的本地控制实现过程。主要实现了控
制机械臂执行末端(手爪)按照用户预先使用鼠标输入的轨迹进行运动的功能。其中，还实
现了在本地的视频监控功能，以及通过串口对云台角度、摄像机焦距等参数进行调节的功能。
文章第二部分着重描述了基于客户机／服务器模式的网络控制软件系统的开发，分析了网络环
境下信息传递的可靠性问题，分别描述了服务器段以及客户端软件的实现过程。主要内容包
括：基于流式套接字的网络命令的传输、编码解码以及执行过程，基于数据报套接字的网络
视频监控的实现以及从远端通过本地解码器控制云台和摄像机功能的实现过程，此外还有其
他一些用来提高网络控制安全可靠性的措施。
最后，在对现有系统进行分析的基础上，提出了远程控制系统的改进措施，包括如何提
高系统的响应时... |
| 【论文题纲】 |
|
绪论 |
8-10 |
|
第一章 控制对象简介 |
10-16 |
|
1． 1 控制对象的组成结构 |
10-11 |
|
1． 1． 1 机械运动基础部件 |
10 |
|
1． 1． 2 驱动和控制系统 |
10-11 |
|
1． 1． 3 基于DSP的运动控制器 |
11 |
|
1． 2 控制对象所能实现的功能简介 |
11-12 |
|
1． 2． 1 单轴运动模式 |
11-12 |
|
1． 2． 2 多轴联动运动模式 |
12 |
|
1． 3 机械臂的大体控制步骤 |
12-13 |
|
1． 4 控制对象的保护措施 |
13-14 |
|
1． 4． 1 控制轴驱动器报警 |
13-14 |
|
1． 4． 2 限位状态处理 |
14 |
|
1． 5 小结 |
14-16 |
|
第二章 本地控制系统 |
16-32 |
|
2． 1 本地控制简介 |
16-17 |
|
2． 1． 1 本地控制的目的 |
16 |
|
2． 1． 2 本地控制系统的硬件结构 |
16-17 |
|
2． 2 本地控制系统的软件设计 |
17-26 |
|
2． 2． 1 控制部分的实现 |
17-20 |
|
2． 2． 2 视频监控部分的实现 |
20-22 |
|
2． 2． 3 云台的控制 |
22-26 |
|
2． 3 本地单轴与多轴控制功能的实现 |
26-29 |
|
2． 3． 1 轴坐标系与直角坐标系的转换 |
27-28 |
|
2． 3． 2 直角坐标系下机械臂最初姿态的确定 |
28-29 |
|
2． 3． 3 本地多轴联动模式的实现 |
29 |
|
2． 4 小结 |
29-32 |
|
第三章 远程控制系统 |
32-66 |
|
3． 1 远程控制系统的目的以及硬件结构 |
32-33 |
|
3． 1． 1 远程控制系统的目的 |
32 |
|
3． 1． 2 远程控制系统的硬件结构 |
32-33 |
|
3． 2 远程控制系统原理 |
33-45 |
|
3． 2． 1 Socket简介 |
33 |
|
3． 2． 2 Socket分类 |
33-34 |
|
3． 3． 3 Socket函数简介 |
34-36 |
|
3． 2． 4 ocket调用基本流程 |
36-37 |
|
3． 2． 5 TCP／IP协议简介 |
37-40 |
|
3． 2． 6 TCP协议的可靠性 |
40 |
|
3． 2． 7 拥塞的基本概念和互联网模型 |
40-44 |
|
3． 2． 8 流媒体简介 |
44-45 |
|
3． 3 服务器端软件的设计 |
45-58 |
|
3． 3． 1 视频传输模块的设计 |
45-46 |
|
3． 3． 2 远端云台控制 |
46-47 |
|
3． 3． 3 用户管理模块 |
47-49 |
|
3． 3． 4 网络命令编码解码模块 |
49-54 |
|
3． 3． 5 网络命令传输模块 |
54 |
|
3． 3． 6 网络会话模块 |
54-58 |
|
3． 4 客户端软件的设计 |
58-65 |
|
3． 4． 1 视频接收模块 |
58-59 |
|
3． 4． 2 远端云台控制 |
59 |
|
3． 4． 3 网络命令编码解码模块 |
59-62 |
|
3． 4． 4 网络命令传输模块 |
62-65 |
|
3． 4． 5 网络操作模块 |
65 |
|
3． 5 小结 |
65-66 |
|
第四章 提高远程监控质量方法的研究 |
66-70 |
|
4． 1 提高系统的实时性 |
66-67 |
|
4． 1． 1 控制命令进行编码 |
66 |
|
4． 1． 2 相关底层命令进行合并 |
66-67 |
|
4． 1． 3 视频监控的功能切换 |
67 |
|
4． 2 提高系统的安全性 |
67-69 |
|
4． 2． 1 完善的用户管理 |
68 |
|
4． 2． 2 控制对象自身的保护 |
68 |
|
4． 2． 3 防护各种病毒的干扰 |
68 |
|
4． 2． 4 服务器软件对控制命令进行智能识别 |
68-69 |
|
4． 3 小结 |
69-70 |
|
第五章 系统的改进 |
70-76 |
|
5． 1 视频监控的改进 |
70-72 |
|
5． 1． 1 采用全双工交换式集线器 |
70-71 |
|
5． 1． 2 提高网络带宽 |
71 |
|
5． 1． 3 改进视频压缩处理算法 |
71-72 |
|
5． 2 系统实现方式的改进 |
72 |
|
5． 3 提高控制的实时性 |
72-73 |
|
5． 4 客户端增加模拟操作模型 |
73-75 |
|
5． 4． 1 OpenGL简介 |
73-74 |
|
5． 4． 2 OpenGL的主要特点和功能 |
74-75 |
|
5． 4． 3 用OpenGL建立操作对象的模型 |
75 |
|
5． 5 小结 |
75-76 |
|
结论与展望 |
76-78 |
|
致谢 |
78-80 |
|
参考文献 |
80-82 |
|
在读期间研究成果 |
82 |
|
| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.389543 |
