DSPACE并行平台上的机器人实时仿真系统架构与实现

本文主要探讨了基于DSPACE并行处理平台的机器人实时仿真系统的结构设计与实现。DSPACE是一个广泛应用于嵌入式系统开发的平台，以其强大的硬件和软件工具而著称，尤其在实时仿真领域具有显著优势。文章的核心内容围绕构建了一个具有两级结构的机器人实时仿真系统，这种设计旨在模拟实际机器人控制系统的架构，同时充分利用并行处理能力，提高系统的计算性能。 首先，作者采用了C语言作为底层编程语言，这是因为C语言具有高效性和灵活性，适用于编写复杂的实时控制算法和处理底层硬件接口。通过模块化的方式，他们将机器人运动学（包括正逆运动学）和动力学模型、各种控制策略（如PID控制器、模糊控制等）、以及轨迹规划等功能封装成独立模块，使得系统结构清晰，易于维护和升级。 其次，为了实现更直观的人机交互，文章提到使用了SIMULINK，这是一个强大的系统级设计和仿真环境，能够帮助设计复杂的控制流程，并且可以与C代码无缝集成。作者利用SIMULINK的图形化界面来设计高级控制策略和系统配置，这有助于工程师理解和调试复杂系统。 然而，DSPACE的TRACE软件原生并不支持在一个图形窗口内显示多个变量，这限制了实时仿真过程中的可视化效果。为解决这个问题，作者结合Visual Basic (vB) 和 MATLAB，设计了一套图形化的人机接口。通过Data Distribution Environment (DDE) 进行数据交换，实现了多变量的实时显示，极大地提升了用户体验和工作效率。 本文的贡献在于提出了一种基于DSPACE并行处理平台的机器人实时仿真系统，该系统不仅保持了与实际机器人控制系统的相似性，还通过高效的编程语言和工具优化了计算性能，增强了人机交互体验。这对于机器人技术研发和教育来说，是一个实用且先进的解决方案。