Implementacja algorytmów sterowania w układach FPGA na przykładzie robota równoległego

• Autorzy: Petko M. , Karpiel G. , Uhl T.

Warianty tytułu

EN

Implementation of control algorithms in FPGA on an example of a parallel robot

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono problemy związane z implementacją algoryt-mów sterowania w układach FPGA. Zaproponowane rozwiązanie oparte jest na architekturze "System-on-Programmable-Chip" z wprogramowa-nym mikroprocesorem, która pozwala na mieszaną, sprzętowo-programową implementację i badanie możliwych realizacji algorytmu. Jako przykład zastosowania przedstawiono sterowanie neuronowe robotem do frezowania o trzech stopniach swobody. Sterownik jest oparty na neu-ronowym modelu dynamiki odwrotnej manipulatora, uczonym na danych zebranych z użyciem stabilizującego sterownika wykorzystującego strukturalny model analityczny manipulatora. Dla porównania obydwa sterowniki zostały zaimplementowana w systemie o tej samej architekturze.

EN

The paper presents problems related to implementation of control algorithms in FPGA. Proposed solution is based on System-on-Programmable-Chip architecture with soft-processor that allows for mixed, hardware/software implementation and exploration of possible control algorithm realizations. The case study is a neural controller for 3-DOF parallel robot for milling. The controller is based on neural model of the inverse dynamics of the manipulator, trained on data collected with the use of a computed torque stabilizing controller. For comparison, both controllers were implemented in a system of the same architecture.

Słowa kluczowe

PL

implementacja algorytmów sterowania; układy FPGA; robot równoległy

EN

implementation of control algorithms; FPGA; parallel robot

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2006
• Tom: R. 52, nr 5
• Strony: 27--30
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Petko M.

autor

Karpiel G.

autor

Uhl T.

• Katedra Robotyki i Mechatroniki, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki, Akademia Górniczo-Hutnicza,

Bibliografia

• [1] M. Węgrzyn, M. A. Adamski and J. L. Monteiro, The application of reconfigurable logic to controller design, Control Engineering Practice, Vol. 6, 1998, pp. 879-887.
• [2] Petko M., Wybrane zagadnienia projektowania mechatronicznego, Rozprawy Monografie, nr 153, Wyd. AGH, Kraków 2005.
• [3] http://www.altera.com
• [4] http://www.xilinx.com
• [5] R. Iserman, Mechatronic Systems: Fundamentals, Springer, 2003.
• [6] M. Petko and G. Karpiel, Semi-Automatic Implementation of Control Algorithms in ASIC/FPGA, in 2003 IEEE Conference on Emerging Technologies and Factory Automation: Proceedings, vol. I, pp. 427-433.
• [7] M. D. Edwards, J. Forrest and A. E. Whelan, Acceleration of software algorithms using hardware/software co-design techniques, J. of Systems and Architecture, Vol. 42, 1996/97, pp. 697-707.
• [8] M. Petko and G. Karpiel, Mechatronic design of a parallel manipulator for milling, in Proceedings of the 2005 IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics, pp. 759-764.
• [9] M. Petko and G. Karpiel, Neural Control of a Parallel Robot – Design and Implementation in FPGA, submitted for 4th IFAC-Symposium on Mechatronic Systems.
• [10] A. R. Omondi, Computer Arithmetic Systems. Prentice Hall, 1994.