本文在继承往届研究生对排爆机器人项目的研究成果的基础上,进一步应用国内外机器人技术的发展成果,探讨了半智能排爆机器人控制系统的实现方式。首先,底层伺服控制系统采用先进PID控制器,具有专家特性；第二,提出并实现了机器人的机械臂运动学遥操作系统；第三,实现了视觉系统、通信系统与控制系统的有机整合,使排爆机器人的控制简单,进一步产品化。 半智能排爆机器人的控制系统由多层控制结构组成,在宿主机上,使用SIMULINK设计出底层的运动控制系统框图,并通过xPC目标系统生成可运行于PC104的实时控制系统。以PC104为目标机,将实时控制系统下载到目标机。现场的主控制机主要完成获取图像信息,计算出目标物的三维坐标,并向PC/104运动控制层发送控制指令,实现机器人抓取动作的半智能化控制。现场主控机的控制软件还集成了机械臂运动学遥操作系统。 本文阐述了半智能排爆机器人控制系统软硬件结构的基本组成,重点介绍了机器人运动控制模型的实现。机器人车载PC/104计算机中的运动控制模型主要完成机器人软硬件的初始化功能,主控制机与目标机的通讯功能,及各机械臂关节的运动控制。采用Ziegler-Nichols方法,整定增益参数,并综合利用多种PID控制技术,从而设计使用出一专家特性的PID控制器,机器人关节运动平稳且无静态误差,系统具有很好的鲁棒性和实时性。另外,本文简要的介绍了机器人的组成和机械手臂的结构,详细介绍了用几何解法实现机械手的运动学反解的方法,并提出了一种解析的运动学描述,基于该解析的运动学简化模型实现了该机械臂运动学的遥操作系统。还介绍了下机器人车载PC/104与数据采集卡ADT652等硬件的性能和配置,及直流电机伺服控制系统的实现过程。 最后本文介绍了排爆机器人自动控制系统以及遥操作系统的使用,并进行了排爆机器人自动抓取目标物的试验。通过该试验验证机器人控制系统的性能,试验中在X、Y、Z方向上选取多个测试点,测量机器人手臂定位到目标点的误差,获得在X、Y、Z方向的误差趋势,同时得出机械手的最佳抓取空间。 半智能排爆机器人的研究开发,适应了反恐斗争的严峻形势,将大大提高广东省乃至全国的公安科技的水平。具有重大的理论意义和社会效益。