Architektura sterowania równoległym manipulatorem Hexa na bazie mikrokontrolerów rodziny SAM7S

W niniejszym artykule przedstawiono założenia projektowe oraz realizację otwartej architektury sterowania dla równoległego manipulatora Hexa, w oparciu o 32-bitowe mikrokontrolery z rdzeniem ARM7 TDMI. W projekcie sterownika o niewielkich gabarytach, niskim koszcie i wydajności zbliżonej do rozwiązań komercyjnych wzięto pod uwagę wydajność obliczeniową zastosowanych procesorów. Dla uzyskania lepszych osiągów proces sterowania został podzielony na kilka zadań realizowanych przez cztery procesory. Prezentowane wyniki prac mogą posłużyć jako interesujące wskazówki dla projektantów zarówno prostych jak i złożonych systemów sterowania w mechatronice.

In this paper was presented assumptions and implementation of Hexa parallel robot control architecture based on 32-bit microcontrollers with ARM7 TDMI core. In developing low-cost controller of small size, and performances similar to commercial solutions the processors capacity was took into account. For better performance process of control was divided into few tasks which were computed on four processors (Fig. 2). Furthermore there was presented implementation of angular position digital controller (Fig. 5) with respect to the noise influence for control quality. The most difficult problem was to find solution of inverse kinematics with respect to the limited processors capacity. Although the direct kinematics in closed-loop architecture is often complex, the inverse kinematics is very simple. In first step the transform matrices which describe transformation from coordinate systems combined with platform to coordinate systems combined with active joints were found. Last step demonstrates how to find angles in every active joint using geometrical method (Fig. 8). Presented results may be used as helpful hints in developing simple or more complex control systems in mechatronics.