[发明专利]一种基于SOPC的空间绳系机器人控制系统及方法

权利要求书

1.一种基于SOPC的空间绳系机器人控制系统，其特征在于：包括FPGA模块，该FPGA模块包括Nios II处理器，以及与Nios II处理器相连的PIO外设和UART内核，所述PIO外设通过通用I/O连接喷气推进装置；所述UART内核通过CAN通信网络与测量系统相连以实时采集空间绳系机器人的动力学和运动学信息，所述UART内核通过RS232接口与动力学仿真系统相连以接收理想的动力学和运动学信息，所述UART内核通过外接无线模块和空间搭载平台模拟系统进行通信以接收空间搭载平台的指令。

2.根据权利要求1所述的一种基于SOPC的空间绳系机器人控制系统，其特征在于：所述FPGA进一步包括有Avalon总线，所述处理器通过指令总线和数据总线与Avalon总线连接，所述PIO外设及UART内核分别通过定义的Avalon接口连接到Avalon总线上。

3.根据权利要求1所述的一种基于SOPC的空间绳系机器人控制系统，其特征在于：所述控制系统进一步包括有串行配置存储器EPCS16模块和SDRAM模块，所述FPGA进一步包括有SDRAM控制器和EPCS控制器，所述SDRAM控制器和EPCS控制器分别通过定义的Avalon接口连接到Avalon总线；所述FPGA内的SDRAM控制器通过地址、数据和控制信号连接到SDRAM模块；所述FPGA内的EPCS控制器通过FPGA芯片上指定的引脚连接到串行配置存储器EPCS16。

4.根据权利要求1所述的一种基于SOPC的空间绳系机器人控制系统，其特征在于：所述FPGA进一步包括有系统ID和JTAG UART，JTAG UART使用FPGA内嵌的JTAG电路，上位机通过JTAG专用引脚访问JTAG电路，通过JTAG与FPGA实现连接；系统ID通过Avalon总线与处理器连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于SOPC的空间绳系机器人控制系统的控制方法，其特征在于：FPGA的处理器接收到空间搭载平台的释放指令后，将接收的实时动力学和运动学信息和理想的动力学和运动学信息比较后，经计算形成喷气占空比数据，通过PIO外设传送给喷气推进装置，以调整姿态。

6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于：所述控制方法包括逼近段、调准段和捕获段，当空间搭载平台模拟系统启动释放命令后，测试系统即进入逼近段仿真，动力学仿真系统进入逼近动力学计算，根据权利要求5的方法调整位姿，然后进入到调准段，采用权利要求5的方法进行位姿调准，结束后进入到捕获段，再根据权利要求5的方法进行更精确的调整，最后执行捕获操作。