Page 112 - 工业机器人控制技术研究

R 工业机器人控制技术研究
esearch on Control Technology of Industrial Robot

2. 软件故障注入方法
软件故障注入的目标可以是应用程序或操作系统。如果目标为应用程序，故
障注入程序插入应用程序中或作为应用程序和操作系统之间的一层。如果目标是

操作系统，注入程序只能嵌入操作系统中。
软件故障注入是根据一定的故障模型，通过修改存储器或处理器内部的寄存

器内容来模拟硬件或软件错误的发生。必须在目标系统中插入专用的注入程序，
一方面接收来自主控计算机的故障序列；另一方面完成故障注入，观察系统行为，
同时还要监测故障是否超时。这种注入方法的特点是成本低，实现简单、方便，
由于对目标程序语句进行了修改，同时还需要在目标程序中插入特定的程序代码。

软件故障注入有以下限制。一是这种方法不能把故障注入软件无法访问的
位置；二是软件注入程序会干扰目标系统上负载程序的运行甚至改变原有软件

的结构；三是软件故障注入的时间精度不高，对于潜伏期较短的故障，如总线或
CPU 故障，这种方法不能捕获故障传播等行为，获得的与时间有关的度量值不
准确。

第二节 工业机器人关节空间轨迹规划及优化

工业机器人极大程度上代替了人类从事的重体力、重复性的工作。从最初主
要在汽车的生产过程中使用，到如今工业生产各领域都在使用机器人完成自动化
生产。特别是在制造业中，搬运、装配、焊接、喷漆等传统制造业流程中都有工
业机器人的身影，应用最为广泛。如今，工业机器人研究正朝着高精度、高速度、

多轴化和轻型化方向发展。在工业机器人中，关节型机器人的运用最为广泛。同
时，因响应迅速、精度高等需要，工业机器人多使用自由度关节型机械臂。

轨迹规划研究是机器人学的基础，轨迹的优劣对于作业完成质量的好坏有着
重要的影响。同时，轨迹规划作为轨迹跟踪控制的前提，影响着机器人轨迹跟踪
控制的精度。按轨迹所在空间分为关节空间轨迹规划和笛卡尔空间轨迹规划。关
节空间轨迹规划直接规划关节的运动，需要求解的是关节角度、角速度、角加速

度与时间的函数关系；而规划末端执行器的运动轨迹则属于笛卡尔空间轨迹规划
的内容。两者各有优劣，适用于不同的作业要求。其中，关节空间轨迹规划适用

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