CN113848812B - 机器人的控制方法、控制装置以及控制系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种机器人的控制方法、控制装置以及控制系统。该机器人的控制方法包括：DSP控制器实时获取机器人的当前位置信息；DSP控制器从存储器获取控制指令，控制指令为机器人的主控制器生成并写入到存储器中的指令；DSP控制器根据当前位置信息以及控制指令，控制机器人的伺服系统，以控制机器人运动。本申请在控制系统中引入DSP技术，实现了数据的快速计算以及机器人的实时控制功能，解决了现有技术中机器人的控制系统的响应速度不够快速的问题，通过存储器进行数据交换，保证了主控制器的负荷较小。

Description

机器人的控制方法、控制装置以及控制系统

技术领域

本申请涉及数字信号处理领域，具体而言，涉及一种机器人的控制方法、控制装置、计算机可读存储介质、处理器以及控制系统。

背景技术

机器人控制系统是根据指令及传感信息控制机器人完成一定的动作或任务的装置，它是机器人的心脏，决定了机器人性能的优劣。

现有技术中一般以单片机作为主控制处理器，CPU负荷大，处理速度不够理想，在一定程度上制约了机器人处理复杂工作的能力。

因此，现有技术中机器人的控制系统的响应速度不够快速，是现有技术中亟需解决的问题。

在背景技术部分中公开的以上信息只是用来加强对本文所描述技术的背景技术的理解，因此，背景技术中可能包含某些信息，这些信息对于本领域技术人员来说并未形成在本国已知的现有技术。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种机器人的控制方法、控制装置、计算机可读存储介质、处理器以及控制系统，以解决现有技术中机器人的控制系统的响应速度不够快速的问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种机器人的控制方法，包括：DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)控制器实时获取所述机器人的当前位置信息；所述DSP控制器从存储器获取控制指令，所述控制指令为所述机器人的主控制器生成并写入到所述存储器中的指令；所述DSP控制器根据所述当前位置信息以及所述控制指令，控制所述机器人的伺服系统，以控制所述机器人运动。

可选地，所述控制指令包括目标位置，所述DSP控制器根据所述当前位置信息以及所述控制指令，控制所述机器人的伺服系统，以控制所述机器人运动，包括：所述DSP控制器根据所述当前位置信息以及所述目标位置，生成控制信息，所述控制信息包括移动轨迹；所述DSP控制器将所述控制信息发送给所述伺服系统，以使得所述伺服系统根据所述控制信息控制所述机器人运动。

可选地，所述DSP控制器将所述控制信息发送给所述伺服系统，以使得所述伺服系统根据所述控制信息控制所述机器人运动，包括：发送步骤，所述DSP控制器将所述控制信息发送给所述伺服系统，以使得所述机器人运动；获取步骤，在所述机器人运动过程中，所述DSP控制器实时获取所述机器人的位置偏差，所述位置偏差为所述当前位置信息与所述移动轨迹的距离；更新步骤，所述DSP控制器根据所述位置偏差，更新所述控制信息；循环步骤，所述DSP控制器依次循环所述发送步骤、所述获取步骤以及所述更新步骤预定次数，直到所述机器人到达所述目标位置。

可选地，所述伺服系统包括伺服驱动器以及伺服电机，所述DSP控制器根据所述当前位置信息以及所述目标位置，生成控制信息，包括：所述DSP控制器根据所述位置信息以及所述目标位置，确定所述移动轨迹；所述DSP控制器根据所述移动轨迹，生成数字伺服控制信号以及数字电压信号；所述DSP控制器将所述数字伺服控制信号转换为模拟伺服控制信号，且将所述数字电压信号转换为模拟脉冲信号，所述发送步骤包括：所述DSP控制器将所述模拟伺服控制信号发送给所述伺服驱动器，且将所述模拟脉冲信号发送给所述伺服电机。

可选地，在所述DSP控制器根据所述当前位置信息以及所述控制指令，控制所述机器人的伺服系统，以控制所述机器人运动之后，所述方法还包括：在所述机器人运动过程中，所述DSP控制器确定是否接收到异常信号；所述DSP控制器在接收到所述异常信号的情况下，将所述异常信号转换为对应的异常事件；所述DSP控制器处理所述异常事件。

可选地，在所述异常事件有多个的情况下，所述DSP控制器处理所述异常事件，包括：所述DSP控制器确定各所述异常事件的优先级；所述DSP控制器根据所述优先级依次处理各所述异常事件。

根据本申请的另一方面，还提供了一种机器人的控制装置，包括：第一获取单元，用于DSP控制器实时获取所述机器人的当前位置信息；第二获取单元，用于所述DSP控制器从存储器获取控制指令，所述控制指令为所述机器人的主控制器生成并写入到所述存储器中的指令；控制单元，用于所述DSP控制器根据所述当前位置信息以及所述控制指令，控制所述机器人的伺服系统，以控制所述机器人运动。

根据本申请的另一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，所述程序执行任意一种所述机器人的控制方法。

根据本申请的另一方面，还提供了一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行任意一种所述机器人的控制方法。

根据本申请的另一方面，还提供了一种机器人的控制系统，包括：存储器；主控制器，用于生成控制指令并写入所述存储器中；DSP控制器，用于执行任意一种所述机器人的控制方法。

应用本申请的技术方案，所述机器人的控制方法中，首先，DSP控制器实时获取所述机器人的当前位置信息；然后，所述DSP控制器从存储器获取控制指令，所述控制指令为所述机器人的主控制器生成并写入到所述存储器中的指令；最后，所述DSP控制器根据所述当前位置信息以及所述控制指令，控制所述机器人的伺服系统，进而控制所述机器人运动。本发明所述控制方法，在控制系统中引入DSP技术，通过DSP控制器来进行机器人的位置的数字控制，实现了位置数据的快速计算以及对机器人的实时控制功能，解决了现有技术中机器人的控制系统的响应速度不够快速的问题。并且，本申请的所述方法中，所述DSP控制器以及所述主控制器通过存储器进行数据交换，这样在为整个控制系统提供高速数据信息交换的通道的同时，不需要主控制器时刻处于通讯状态，保证了主控制器的负荷较小。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本申请的实施例的机器人的控制方法流程示意图；

图2示出了根据本申请的实施的DSP控制器的运行流程图；

图3示出了根据本申请的实施例的机器人的控制装置的示意框图；

图4示出了根据本申请的实施例的控制系统软件功能模块示意图；

图5示出了根据本申请的实施例的控制系统的结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

应该理解的是，当元件(诸如层、膜、区域、或衬底)描述为在另一元件“上”时，该元件可直接在该另一元件上，或者也可存在中间元件。而且，在说明书以及权利要求书中，当描述有元件“连接”至另一元件时，该元件可“直接连接”至该另一元件，或者通过第三元件“连接”至该另一元件。

正如背景技术中所说的，现有技术中的机器人的控制系统的响应速度不够快速，为了解决上述问题，本申请的一种典型的实施方式中，提供了一种机器人的控制方法、控制装置、计算机可读存储介质、处理器以及控制系统。

根据本申请的实施例，提供了一种机器人的控制方法。

图1是根据本申请实施例的机器人的控制方法的流程图。如图1所示，该方法包括以下步骤：

步骤S101，DSP控制器实时获取上述机器人的当前位置信息；

步骤S102，上述DSP控制器从存储器获取控制指令，上述控制指令为上述机器人的主控制器生成并写入到上述存储器中的指令；

步骤S103，上述DSP控制器根据上述当前位置信息以及上述控制指令，控制上述机器人的伺服系统，以控制上述机器人运动。

上述机器人的控制方法中，首先，DSP控制器实时获取上述机器人的当前位置信息；然后，上述DSP控制器从存储器获取控制指令，上述控制指令为上述机器人的主控制器生成并写入到上述存储器中的指令；最后，上述DSP控制器根据上述当前位置信息以及上述控制指令，控制上述机器人的伺服系统，进而控制上述机器人运动。上述控制方法在控制系统中引入DSP技术，通过DSP控制器来进行机器人的位置的数字控制，实现了位置数据的快速计算以及对机器人的实时控制功能，解决了现有技术中机器人的控制系统的响应速度不够快速的问题。并且，本申请的上述方法中，上述DSP控制器以及上述主控制器通过存储器进行数据交换，这样在为整个控制系统提供高速数据信息交换的通道的同时，不需要主控制器时刻处于通讯状态，保证了主控制器的负荷较小。

根据本申请的另一种具体的实施例，上述控制指令包括目标位置，上述DSP控制器根据上述当前位置信息以及上述控制指令，控制上述机器人的伺服系统，以控制上述机器人运动，包括：上述DSP控制器根据上述当前位置信息以及上述目标位置，生成控制信息，上述控制信息包括移动轨迹；上述DSP控制器将上述控制信息发送给上述伺服系统，以使得上述伺服系统根据上述控制信息控制上述机器人运动。上述DSP控制器根据上述当前位置信息以及上述目标位置，生成包括移动轨迹的控制信息并发送给上述伺服系统，以使得上述伺服系统根据上述控制信息控制上述机器人运动，这样进一步地实现了数据的快速计算以及机器人的实时控制功能。

根据本申请的另一种具体的实施例，上述DSP控制器将上述控制信息发送给上述伺服系统，以使得上述伺服系统根据上述控制信息控制上述机器人运动，包括：发送步骤，上述DSP控制器将上述控制信息发送给上述伺服系统，以使得上述机器人运动；获取步骤，在上述机器人运动过程中，上述DSP控制器实时获取上述机器人的位置偏差，上述位置偏差为上述当前位置信息与上述移动轨迹的距离；更新步骤，上述DSP控制器根据上述位置偏差，更新上述控制信息；循环步骤，上述DSP控制器依次循环上述发送步骤、上述获取步骤以及上述更新步骤预定次数，直到上述机器人到达上述目标位置。通过上述位置偏差作为PID(Proportion Integral Differential，比例积分微分)算法的输入，不断修正上述控制信息，来控制上述机器人运动，可以有效纠正上述机器人在运动过程中的位置偏差，使上述机器人在运动时保持稳定的状态，从而进一步地保证了上述机器人可以较为准确地到达上述目标位置。

在实际的应用过程中，上述PID控制算法是结合比例、积分和微积分三种环节于一体的控制算法，PID控制算法根据输入的偏差值，按照比例、积分、微积分的函数关系进行运算，运算结果用以控制输出。

根据本申请的另一种具体的实施例，上述伺服系统包括伺服驱动器以及伺服电机，上述DSP控制器根据上述当前位置信息以及上述目标位置，生成控制信息，包括：上述DSP控制器根据上述位置信息以及上述目标位置，确定上述移动轨迹；上述DSP控制器根据上述移动轨迹，生成数字伺服控制信号以及数字电压信号；上述DSP控制器将上述数字伺服控制信号转换为模拟伺服控制信号，且将上述数字电压信号转换为模拟脉冲信号，上述发送步骤包括：上述DSP控制器将上述模拟伺服控制信号发送给上述伺服驱动器，且将上述模拟脉冲信号发送给上述伺服电机。本申请通过DSP控制器，将运算后得到的数字信号转换为伺服系统可识别的模拟伺服控制信号以及模拟脉冲信号，并将模拟伺服控制信号发送给伺服驱动器，将模拟脉冲信号发送给伺服电机，从而使得伺服驱动器以及伺服电机根据上述模拟信号驱动机器人的运动，进一步实现了机器人的快速计算以及实时控制功能。

根据本申请的另一种具体的实施例，DSP控制器实时获取上述机器人的当前位置信息，包括：在触发定时中断时，获取上述机器人的各运动轴当前的位置信息。

一种具体的实施例中，上述DSP控制器的采样周期为0.4ms，即上述DSP控制器每隔0.4ms进行定时中断。当然，上述DSP控制器的采样周期并不限于上述的0.4ms，其还可以为其他的周期值。

根据本申请的另一种具体的实施例，在上述DSP控制器根据上述当前位置信息以及上述控制指令，控制上述机器人的伺服系统，以控制上述机器人运动之后，上述方法还包括：在上述机器人运动过程中，上述DSP控制器确定是否接收到异常信号；上述DSP控制器在接收到上述异常信号的情况下，将上述异常信号转换为对应的异常事件；上述DSP控制器处理上述异常事件。本申请通过使用DSP控制系统处理异常信号，实现了异常信号的高效处理，保证了机器人的运动安全。

根据本申请的另一种具体的实施例，在上述异常事件有多个的情况下，上述DSP控制器处理上述异常事件，包括：上述DSP控制器确定各上述异常事件的优先级；上述DSP控制器根据上述优先级依次处理各上述异常事件。本申请在接收到多个异常事件的情况下，会按照优先级顺序，先处理优先级高的异常事件，再处理优先级低的异常事件，即先处理紧急且重要的异常事件，再处理重要程度以及紧急程度较低的异常事件，这样在进一步地保证DSP控制器的运算速度的同时，进一步地保证了机器人在运动过程中的安全。具体地，上述异常事件包括每个运动轴的正负限位开关异常、原点开关异常、软件限位异常、编码器故障、驱动器故障等。

本申请的又一种具体的实施例中，在每一个采样周期内DSP控制器连续执行的主流程图如图2所示。其中，读编码器信号包括：DSP定时中断一到，立即读取机器人的所有运动轴的编码器信号，来获取各上述运动轴的当前位置信息，存储后供伺服回路计算用；计算新的轨迹包括：DSP控制器计算每个运动轴的位移、速度以及加速度，并生成对应的控制信号；检查发生的事件包括：DSP控制器检查每个运动轴的正负限位开关、原点开关、软件限位、编码器故障、驱动器故障等，根据预先设定的参数产生对应的事件；处理事件包括：DSP控制器根据事件产生的优先程度进行处理；计算DAC并输出包括：DSP基于PID算法计算每个运动轴的数字控制信号，并转换为模拟控制信号后输出，PID算法的输入是目标位置与当前实际位置之间的位置偏差。

需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

根据本申请的另一种典型的实施例，还提供了一种机器人的控制装置，需要说明的是，本申请实施例的机器人的控制装置可以用于执行本申请实施例所提供的用于机器人的控制方法。以下对本申请实施例提供的机器人的控制装置进行介绍。

根据本申请的另一种典型的实施例，还提供了一种机器人的控制装置，如图3所示，包括第一获取单元10、第二获取单元20以及控制单元30，其中，上述第一获取单元10用于DSP控制器实时获取上述机器人的当前位置信息；上述第二获取单元20用于上述DSP控制器从存储器获取控制指令，上述控制指令为上述机器人的主控制器生成并写入到上述存储器中的指令；上述控制单元30用于上述DSP控制器根据上述当前位置信息以及上述控制指令，控制上述机器人的伺服系统，以控制上述机器人运动。

上述机器人的控制装置中，通过第一获取单元DSP控制器实时获取上述机器人的当前位置信息；通过第二获取单元上述DSP控制器从存储器获取控制指令，上述控制指令为上述机器人的主控制器生成并写入到上述存储器中的指令；通过控制单元上述DSP控制器根据上述当前位置信息以及上述控制指令，控制上述机器人的伺服系统，进而控制上述机器人运动。上述控制装置在控制系统中引入DSP技术，通过DSP控制器来进行机器人的位置的数字控制，实现了位置数据的快速计算以及对机器人的实时控制功能，解决了现有技术中机器人的控制系统的响应速度不够快速的问题。并且，本申请的上述装置中，上述DSP控制器以及上述主控制器通过存储器进行数据交换，这样在为整个控制系统提供高速数据信息交换的通道的同时，不需要主控制器时刻处于通讯状态，保证了主控制器的负荷较小。

根据本申请的另一种具体的实施例，上述控制指令包括目标位置，上述控制单元包括生成子单元以及发送子单元，其中，上述生成子单元用于上述DSP控制器根据上述当前位置信息以及上述目标位置，生成控制信息，上述控制信息包括移动轨迹；上述发送子单元用于上述DSP控制器将上述控制信息发送给上述伺服系统，以使得上述伺服系统根据上述控制信息控制上述机器人运动。上述DSP控制器根据上述当前位置信息以及上述目标位置，生成包括移动轨迹的控制信息并发送给上述伺服系统，以使得上述伺服系统根据上述控制信息控制上述机器人运动，这样进一步地实现了数据的快速计算以及机器人的实时控制功能。

根据本申请的另一种具体的实施例，上述发送子单元包括发送模块、获取模块、更新模块以及循环模块，其中，上述发送模块用于发送步骤，上述DSP控制器将上述控制信息发送给上述伺服系统，以使得上述机器人运动；上述获取模块用于获取步骤，在上述机器人运动过程中，上述DSP控制器实时获取上述机器人的位置偏差，上述位置偏差为上述当前位置信息与上述移动轨迹的距离；上述更新模块用于更新步骤，上述DSP控制器根据上述位置偏差，更新上述控制信息；上述循环模块用于循环步骤，上述DSP控制器依次循环上述发送步骤、上述获取步骤以及上述更新步骤预定次数，直到上述机器人到达上述目标位置。通过上述位置偏差作为PID算法的输入，不断修正上述控制信息，来控制上述机器人运动，可以有效纠正上述机器人在运动过程中的位置偏差，使上述机器人在运动时保持稳定的状态，从而进一步地保证了上述机器人可以较为准确地到达上述目标位置。

在实际的应用过程中，上述PID控制算法是结合比例、积分和微积分三种环节于一体的控制算法，PID控制算法根据输入的偏差值，按照比例、积分、微积分的函数关系进行运算，运算结果用以控制输出。

根据本申请的另一种具体的实施例，上述伺服系统包括伺服驱动器以及伺服电机，上述生成子单元包括确定模块、生成模块以及转换模块，其中，上述确定模块用于上述DSP控制器根据上述位置信息以及上述目标位置，确定上述移动轨迹；上述生成模块用于上述DSP控制器根据上述移动轨迹，生成数字伺服控制信号以及数字电压信号；上述转换模块用于上述DSP控制器将上述数字伺服控制信号转换为模拟伺服控制信号，且将上述数字电压信号转换为模拟脉冲信号；上述发送模块还用于上述DSP控制器将上述模拟伺服控制信号发送给上述伺服驱动器，且将上述模拟脉冲信号发送给上述伺服电机。本申请通过DSP控制器，将运算后得到的数字信号转换为伺服系统可识别的模拟伺服控制信号以及模拟脉冲信号，并将模拟伺服控制信号发送给伺服驱动器，将模拟脉冲信号发送给伺服电机，从而使得伺服驱动器以及伺服电机根据上述模拟信号驱动机器人的运动，进一步实现了机器人的快速计算以及实时控制功能。

根据本申请的另一种具体的实施例，上述第一获取单元包括获取子单元，上述获取子单元用于在触发定时中断时，获取上述机器人的各运动轴当前的位置信息。

一种具体的实施例中，上述DSP控制器的采样周期为0.4ms，即上述DSP控制器每隔0.4ms进行定时中断。当然，上述DSP控制器的采样周期并不限于上述的0.4ms，其还可以为其他的周期值。

根据本申请的另一种具体的实施例，上述装置还包括确定单元、转换单元以及处理单元，其中，上述确定单元用于在上述DSP控制器根据上述当前位置信息以及上述控制指令，控制上述机器人的伺服系统，以控制上述机器人运动之后，在上述机器人运动过程中，上述DSP控制器确定是否接收到异常信号；上述转换单元用于上述DSP控制器在接收到上述异常信号的情况下，将上述异常信号转换为对应的异常事件；上述处理单元用于上述DSP控制器处理上述异常事件。本申请通过使用DSP控制系统处理异常信号，实现了异常信号的高效处理，保证了机器人的运动安全。

根据本申请的另一种具体的实施例，在上述异常事件有多个的情况下，上述处理单元还包括确定子单元以及处理子单元，其中，上述确定子单元用于上述DSP控制器确定各上述异常事件的优先级；上述处理子单元用于上述DSP控制器根据上述优先级依次处理各上述异常事件。本申请在接收到多个异常事件的情况下，会按照优先级顺序，先处理优先级高的异常事件，再处理优先级低的异常事件，即先处理紧急且重要的异常事件，再处理重要程度以及紧急程度较低的异常事件，这样在进一步地保证DSP控制器的运算速度的同时，进一步地保证了机器人在运动过程中的安全。异常事件包括：每个运动轴的正负限位开关异常、原点开关异常、软件限位异常、编码器故障、驱动器故障等。

本申请的又一种具体的实施例中，在每一个采样周期内DSP控制器连续执行的主流程图如图2所示。其中：读编码器信号包括：DSP定时中断一到，立即读取机器人的所有运动轴的编码器信号，来获取各上述运动轴的当前位置信息，存储后供伺服回路计算用；计算新的轨迹包括：DSP控制器计算每个运动轴的位移、速度以及加速度，并生成对应的控制信号；检查发生的事件包括：DSP控制器检查每个运动轴的正负限位开关、原点开关、软件限位、编码器故障、驱动器故障等，根据预先设定的参数产生对应的事件；处理事件包括：DSP控制器根据事件产生的优先程度进行处理；计算DAC并输出包括：DSP基于PID算法计算每个运动轴的数字控制信号，并转换为模拟控制信号后输出，PID算法的输入是目标位置与当前实际位置之间的位置偏差。

处理器中包含内核，由内核去存储器中调取相应的程序单元。内核可以设置一个或以上，通过调整内核参数来解决现有技术中机器人的控制系统的响应速度不够快速的问题。

存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flashRAM)，存储器包括至少一个存储芯片。

本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现上述机器人的控制方法。

本申请实施例提供了一种处理器，上述处理器用于运行程序，其中，上述程序运行时执行上述机器人的控制方法。

本申请实施例提供了一种设备，设备包括处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，处理器执行程序时实现至少以下步骤：

步骤S101，DSP控制器实时获取上述机器人的当前位置信息；

步骤S102，上述DSP控制器从存储器获取控制指令，上述控制指令为上述机器人的主控制器生成并写入到上述存储器中的指令；

步骤S103，上述DSP控制器根据上述当前位置信息以及上述控制指令，控制上述机器人的伺服系统，以控制上述机器人运动。

本文中的设备可以是服务器、PC、PAD、手机等。

本申请还提供了一种计算机程序产品，当在数据处理设备上执行时，适于执行初始化有至少如下方法步骤的程序：

步骤S101，DSP控制器实时获取上述机器人的当前位置信息；

步骤S102，上述DSP控制器从存储器获取控制指令，上述控制指令为上述机器人的主控制器生成并写入到上述存储器中的指令；

步骤S103，上述DSP控制器根据上述当前位置信息以及上述控制指令，控制上述机器人的伺服系统，以控制上述机器人运动。

根据本申请的另一种典型的实施例，还提供了一种机器人的控制系统，上述控制系统包括存储器、主控制器以及DSP控制器，其中，上述主控制器用于生成控制指令并写入上述存储器中；上述DSP控制器用于执行任意一种上述机器人的控制方法。

上述机器人的控制系统包括存储器、主控制器以及DSP控制器，上述主控制器用于生成控制指令并写入上述存储器中；上述DSP控制器用于执行任意一种上述机器人的控制方法，上述控制方法在控制系统中引入DSP技术，通过DSP控制器来进行机器人的位置的数字控制，实现了位置数据的快速计算以及对机器人的实时控制功能，解决了现有技术中机器人的控制系统的响应速度不够快速的问题。并且，本申请的上述方法中，上述DSP控制器以及上述主控制器通过存储器进行数据交换，这样在为整个控制系统提供高速数据信息交换的通道的同时，不需要主控制器时刻处于通讯状态，保证了主控制器的负荷较小。

一种具体的实施例中，上述机器人控制系统的结构图如图5所示，上述控制系统包括主控制器、DSP控制器、存储器以及包括8255芯片，上述DSP控制器包括DSP芯片、D/A(数模)转换器、V/F(电压/频率)转换器以及A/D(模数)转换器，上述控制系统采用双CPU的主从式结构，主机(主控制器)为一级CPU，担当系统管理、机器人语言编译和人机接口等功能；DSP控制器为二级CPU，完成机器人的各关节的位置数字控制。主控制器与DSP控制器不直接进行通讯，它们通过存储器交换数据，主控制器和DSP控制器均可读写存储器，达到相互通信的目的。同时主控制器也可通过直接读写I/O信号和位置反馈信号。存储器的通信方式为整个控制系统提供了高速数据信息交换的通道，DSP使控制系统具有高速高精度定位与联动控制的能力。

一种具体的实施例中，为了方便后续软件开发以及维护管理，本申请将上述控制系统分为控制软件以及管理软件，其中，控制软件以及管理软件又分别分为多个子功能模块，如图4所示。上述多个子功能模块包括：示教模块，用于点位示教与连续轨迹示教；再现模块，用于机器人在连续轨迹示教后再现，不需要进行插补运算及逆向运动学，只需根据示教时记录的信息，控制机器人按照示教的路径、速度运动，但点位示教后的再现需要进行插补运算及逆向运动学；插补算法模块，用于位置插补与姿态插补算法，该系统采用8ms的定时中断插补方式，经过插补算法后获取轨迹中间点的位置与姿态，从而完成机器人的位置与姿态的平滑过渡；逆向运动学模块，机器人逆向运动学是根据位置与姿态，用于求机器人相应的关节角；位置控制模块，位置控制在伺服回路的位置环上，主要任务是在每个采样周期内完成伺服回路的计算并输出，DSP控制器首先通过存储器先接收来自主控制器8ms插补一次的新位置信息，然后采用0.4ms的定时中断对轨迹数据进行精插补计算，最后通过PID伺服控制算法将数据送到各运动轴的信号放大器，驱动相应的关节运动；数据分析模块，用于示教后对采样的轨迹数据进行分析处理；显示模块，系统通过显示模块提供图形交互的方式，以方便查看、编辑示教轨迹数据；故障诊断模块，系统中设置有各种诊断程序，既可在运行过程中进行故障诊断，也能在系统运行前或故障停机后进行诊断，因而在故障发生后可迅速查明故障的类型和部位，减少故障停机时间。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如上述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

上述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

上述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例上述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果：

1)本申请上述机器人的控制方法中，首先，DSP控制器实时获取上述机器人的当前位置信息；然后，上述DSP控制器从存储器获取控制指令，上述控制指令为上述机器人的主控制器生成并写入到上述存储器中的指令；最后，上述DSP控制器根据上述当前位置信息以及上述控制指令，控制上述机器人的伺服系统，进而控制上述机器人运动。上述控制方法在控制系统中引入DSP技术，通过DSP控制器来进行机器人的位置的数字控制，实现了位置数据的快速计算以及对机器人的实时控制功能，解决了现有技术中机器人的控制系统的响应速度不够快速的问题。并且，本申请的上述方法中，上述DSP控制器以及上述主控制器通过存储器进行数据交换，这样在为整个控制系统提供高速数据信息交换的通道的同时，不需要主控制器时刻处于通讯状态，保证了主控制器的负荷较小。

2)本申请上述机器人的控制装置中，通过第一获取单元DSP控制器实时获取上述机器人的当前位置信息；通过第二获取单元上述DSP控制器从存储器获取控制指令，上述控制指令为上述机器人的主控制器生成并写入到上述存储器中的指令；通过控制单元上述DSP控制器根据上述当前位置信息以及上述控制指令，控制上述机器人的伺服系统，进而控制上述机器人运动。上述控制装置在控制系统中引入DSP技术，通过DSP控制器来进行机器人的位置的数字控制，实现了位置数据的快速计算以及对机器人的实时控制功能，解决了现有技术中机器人的控制系统的响应速度不够快速的问题。并且，本申请的上述装置中，上述DSP控制器以及上述主控制器通过存储器进行数据交换，这样在为整个控制系统提供高速数据信息交换的通道的同时，不需要主控制器时刻处于通讯状态，保证了主控制器的负荷较小。

3)上述机器人的控制系统包括存储器、主控制器以及DSP控制器，上述主控制器用于生成控制指令并写入上述存储器中；上述DSP控制器用于执行任意一种上述机器人的控制方法，上述控制方法在控制系统中引入DSP技术，通过DSP控制器来进行机器人的位置的数字控制，实现了位置数据的快速计算以及对机器人的实时控制功能，解决了现有技术中机器人的控制系统的响应速度不够快速的问题。并且，本申请的上述方法中，上述DSP控制器以及上述主控制器通过存储器进行数据交换，这样在为整个控制系统提供高速数据信息交换的通道的同时，不需要主控制器时刻处于通讯状态，保证了主控制器的负荷较小。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种机器人的控制方法，其特征在于，包括：

DSP控制器实时获取所述机器人的当前位置信息；

所述DSP控制器从存储器获取控制指令，所述控制指令为所述机器人的主控制器生成并写入到所述存储器中的指令；

所述DSP控制器根据所述当前位置信息以及所述控制指令，控制所述机器人的伺服系统，以控制所述机器人运动，

所述控制指令包括目标位置，所述DSP控制器根据所述当前位置信息以及所述控制指令，控制所述机器人的伺服系统，以控制所述机器人运动，包括：

所述DSP控制器根据所述当前位置信息以及所述目标位置，生成控制信息，所述控制信息包括移动轨迹；

所述DSP控制器将所述控制信息发送给所述伺服系统，以使得所述伺服系统根据所述控制信息控制所述机器人运动，

所述DSP控制器将所述控制信息发送给所述伺服系统，以使得所述伺服系统根据所述控制信息控制所述机器人运动，包括：

发送步骤，所述DSP控制器将所述控制信息发送给所述伺服系统，以使得所述机器人运动；

获取步骤，在所述机器人运动过程中，所述DSP控制器实时获取所述机器人的位置偏差，所述位置偏差为所述当前位置信息与所述移动轨迹的距离；

更新步骤，所述DSP控制器根据所述位置偏差，更新所述控制信息；

循环步骤，所述DSP控制器依次循环所述发送步骤、所述获取步骤以及所述更新步骤预定次数，直到所述机器人到达所述目标位置，

在所述DSP控制器根据所述当前位置信息以及所述控制指令，控制所述机器人的伺服系统，以控制所述机器人运动之后，所述方法还包括：

在所述机器人运动过程中，所述DSP控制器确定是否接收到异常信号；

所述DSP控制器在接收到所述异常信号的情况下，将所述异常信号转换为对应的异常事件；

所述DSP控制器处理所述异常事件，

DSP控制器实时获取所述机器人的当前位置信息，包括：在触发定时中断时，获取所述机器人的各运动轴当前的位置信息，

所述方法还包括：DSP定时中断一到，立即读取机器人的所有运动轴的编码器信号，来获取各所述运动轴的当前位置信息，存储后供伺服回路计算用；DSP控制器计算每个运动轴的位移、速度以及加速度，并生成对应的控制信号；DSP控制器检查每个运动轴的正负限位开关、原点开关、软件限位、编码器故障和驱动器故障，根据预先设定的参数产生对应的事件；DSP控制器根据事件产生的优先程度进行处理；DSP基于PID算法计算每个运动轴的数字控制信号，并转换为模拟控制信号后输出，PID算法的输入是目标位置与当前实际位置之间的位置偏差。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述伺服系统包括伺服驱动器以及伺服电机，所述DSP控制器根据所述当前位置信息以及所述目标位置，生成控制信息，包括：

所述DSP控制器根据所述位置信息以及所述目标位置，确定所述移动轨迹；

所述DSP控制器根据所述移动轨迹，生成数字伺服控制信号以及数字电压信号；

所述DSP控制器将所述数字伺服控制信号转换为模拟伺服控制信号，且将所述数字电压信号转换为模拟脉冲信号，

所述发送步骤包括：

所述DSP控制器将所述模拟伺服控制信号发送给所述伺服驱动器，且将所述模拟脉冲信号发送给所述伺服电机。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述异常事件有多个的情况下，所述DSP控制器处理所述异常事件，包括：

所述DSP控制器确定各所述异常事件的优先级；

所述DSP控制器根据所述优先级依次处理各所述异常事件。

4.一种机器人的控制装置，其特征在于，包括：

第一获取单元，用于DSP控制器实时获取所述机器人的当前位置信息；

第二获取单元，用于所述DSP控制器从存储器获取控制指令，所述控制指令为所述机器人的主控制器生成并写入到所述存储器中的指令；

控制单元，用于所述DSP控制器根据所述当前位置信息以及所述控制指令，控制所述机器人的伺服系统，以控制所述机器人运动，

所述控制指令包括目标位置，所述控制单元包括生成子单元以及发送子单元，其中，所述生成子单元用于所述DSP控制器根据所述当前位置信息以及所述目标位置，生成控制信息，所述控制信息包括移动轨迹；所述发送子单元用于所述DSP控制器将所述控制信息发送给所述伺服系统，以使得所述伺服系统根据所述控制信息控制所述机器人运动，

所述发送子单元包括发送模块、获取模块、更新模块以及循环模块，其中，所述发送模块用于发送步骤，所述DSP控制器将所述控制信息发送给所述伺服系统，以使得所述机器人运动；所述获取模块用于获取步骤，在所述机器人运动过程中，所述DSP控制器实时获取所述机器人的位置偏差，所述位置偏差为所述当前位置信息与所述移动轨迹的距离；所述更新模块用于更新步骤，所述DSP控制器根据所述位置偏差，更新所述控制信息；所述循环模块用于循环步骤，所述DSP控制器依次循环所述发送步骤、所述获取步骤以及所述更新步骤预定次数，直到所述机器人到达所述目标位置，

所述装置还包括：

确定单元，用于在所述DSP控制器根据所述当前位置信息以及所述控制指令，控制所述机器人的伺服系统，以控制所述机器人运动之后，在所述机器人运动过程中，所述DSP控制器确定是否接收到异常信号；

转换单元，用于所述DSP控制器在接收到所述异常信号的情况下，将所述异常信号转换为对应的异常事件；

处理单元，用于所述DSP控制器处理所述异常事件，

所述第一获取单元还用于：在触发定时中断时，获取所述机器人的各运动轴当前的位置信息，

所述装置还用于：DSP定时中断一到，立即读取机器人的所有运动轴的编码器信号，来获取各所述运动轴的当前位置信息，存储后供伺服回路计算用；DSP控制器计算每个运动轴的位移、速度以及加速度，并生成对应的控制信号；DSP控制器检查每个运动轴的正负限位开关、原点开关、软件限位、编码器故障和驱动器故障，根据预先设定的参数产生对应的事件；DSP控制器根据事件产生的优先程度进行处理；DSP基于PID算法计算每个运动轴的数字控制信号，并转换为模拟控制信号后输出，PID算法的输入是目标位置与当前实际位置之间的位置偏差。

5.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，所述程序执行权利要求1至3中任意一项所述的方法。

6.一种处理器，其特征在于，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行权利要求1至3中任意一项所述的方法。

7.一种机器人的控制系统，其特征在于，包括：

存储器；

主控制器，用于生成控制指令并写入所述存储器中；

DSP控制器，用于执行权利要求1至3中任一项所述的方法。