丁亚峰 王洪宇 江潇

1.1机器人控制系统的研究热点和发展现状

机器人的机械结构和控制系统是相辅相成、密不可分的整体。如果把机器人的机械结构看作是“身体”，那么其“神经系统”就是机器人的整个控制系统。归纳总结，良好的机器人控制系统需要具备以下几个特点：

第一，对多个关节的自由度协调控制。

第二，模块化设计。采用模块化的设计方法，只需要在原有控制系统的基础上对软件功能模块进行添加、修改、升级。

第三，具有很强的实时性。

第四，良好的人机界面。作为控制系统的重要组成部分，人机界面主要用于系统和用户之间的信息交换，充当它们对话的接口和媒介。

目前，市面上系統有许多缺点：一是系统开放性较低，很难再添加一些组件，实现机器人功能扩展；二是系统的改造成本很高甚至无法改造。

1.2模块化设计及软件模块化

对产品进行模块化设计，需要依次完成以下步骤：

第一、模块的划分。根据产品的功用，将其合理得划分多个独立的模块；

第二、模块的创建。根据每个模块的功能要求进行结构设计；

第三、模块组合。合理的对各个功能模块进行重组，最终实现产品的功用。

1.3 控制系统的功能模块划分及三层结构模型

这三个工作层分别有如下特点：

（1）人机接口层作为系统和用户之间的交互接口，是控制系统的最顶层。

（2）通讯层作为控制系统的中间层，主要是用于充当其他两层信息交换的桥梁。其次它还预留了许多通用接口，提高了控制系统的扩展性。……