基于arm+fpga架构的高性能并联机器人控制器

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基于arm+fpga架构的高性能并联机器人控制器
申请号:CN202511205774
申请日期:2025-08-27
公开号:CN120816458A
公开日期:2025-10-21
类型:发明专利
摘要
本发明属于并联机器人控制器技术领域,且公开了基于arm+fpga架构的高性能并联机器人控制器,通过ARM与FPGA的深度异构融合,将控制周期缩短至10μs以内,轨迹跟踪误差控制在0.1mm以下,解决了传统架构在高速场景下的性能瓶颈;多核ARM承担全局轨迹规划、动力学解算等复杂任务,借助NEON指令集实现并行化处理;FPGA则充分释放其硬件并行特性,通过分布式逻辑单元同步完成多轴运动控制、传感器数据融合等实时任务,形成“复杂决策‑实时执行”的流水线协同模式。通过LSTM神经网络实时估计机械臂惯性参数及负载变化,结合FPGA硬件实现的扩展状态观测器,对机械振动、负载突变等干扰进行前馈补偿;创新设计的双闭环控制架构支持力控与位控模式无缝切换。
技术关键词
并联机器人控制器 异构计算模块 高性能 LSTM神经网络 高速通信接口 电源管理模块 安全监控模块 硬件防火墙 调节功耗 状态观测器 传感器融合 多控制器 子模块 分布式计算架构 DVFS技术 动态分配功率 多轴运动控制 功率分配功能 融合机器学习 高速数据通道