外骨骼机器人控制系统项目任务规划

拿到外骨骼机器人控制系统方向的项目有一个月之久了，自己一直看论文，没有什么方向，就是看，然后做笔记。感觉效率非常低。今天总结下，顺便规划下面外骨骼机器人控制系统的任务安排。

外骨骼机器人目前在国内还是很新的技术，查到的资料不多，最近主要看的都是仿人机器人和双足机器人方面的知识。仿人机器人的控制系统主要有三种方式，第一种是集中式控制系统CCS，第二种是分布式控制系统DCS，第三种是现场总线控制系统FCS。目前结合CCS和DCS的优缺点，很多人提议使用改进后的分布式控制系统，利用分层控制思想，采用FCS。我想下面的外骨骼控制系统这个FCS是一个重要的研究方向，非常有可能使用FCS。值得研究下下。

确定了整个大体的控制系统之后，开始需要对控制系统里面的具体的内容进行设计。控制系统主要分为：主控层，通信层和执行层。执行层主要是关节控制器、关节驱动器、电机等组成。其中设计的内容包括，关节控制器、驱动器和电机的选型。控制器选用FPGA还是DSP或者ARM，其中的优缺点是需要自己去总结的。驱动器和电机的选型，可以参考相应的仿人机器人的选型。通信层即主控层和执行层之间的数据交换，主控层和传感器之间的数据交换，还有各个执行层之间的数据交换。需要做的工作是通信层通信线的选用。目前较多使用的是CAN总线技术，我想无线的话还有无线蓝牙和zigbee和nrf905无线数传模块这三种无线通信技术值得深入讨论下。主控层主要是处理传感器数据和执行层传来的数据。在初期实验室阶段，无需考虑制造成产品后的所有的结构安排，只需能在自己的笔记本电脑上查看和控制外骨骼机器人的整体控制即可。主控层需要做的工作时编写基于windows操作系统的上位机程序，用于查看机器人的步态运行情况，和控制机器人整体运行。

以上介绍了控制系统各层的作用。现阶段需要做的事情是，首先把外骨骼机器人控制系统的整体设计出来，整理出一套方案出来。其次专注于机器人控制系统中执行层的电路设计和应用控制，这个应该在4月和5月完成。其中涉及到的知识包括FPGA或者DSP或ARM控制器的相关知识的学习、关节驱动器的选型与控制、还有电机的选型与控制。个人倾向于选择FPGA，若选用此则需要安排《verilog数字系统设计》、《数字设计》、和FPGA开发板的学习。电机的选型与设计还需要看两本书：《机器人编程-基于行为的机器人编程》和《机器人控制技术》。主控层的设计安排在6月7月完成，主要是关于算法的设计与上位机的编程和调试。当然其中的通信层是穿插在这两个层之间学习的。这其中就需要看关于windows程序设计方面的书，这个以后在做讨论。

在4月和5月还要学习两个软件的使用，一个是Altium Designer电路设计软件的学习使用，另一个是protues仿真软件的学习使用。为后续电路设计做技术。从4月7日开始需要完成光学仪器的项目的知识的总结和归纳。学海无涯，努力尝试，潜心钻研。