随着科技的发展,工业机器人的应用与研究受到越来越多的关注,市场需求量逐年增长。但是,我国工业机器人的研发能力与美国、日本、德国等发达国家相比,还有很大的差距。在我国,机器人技术存在三个主要短板:伺服电机、减速机和控制器。机器人的控制器研究有着重大意义,将会成为机器人技术突破的重要方向。一方面,机器人控制器技术的研究能将当前人工智能、智能控制领域最先进的理论应用于生产实践,提高产品的智能化程度,一定程度上弥补伺服电机和减速机的性能不足。通过控制器性能的提升,降低产品价格,获得更好的市场竞争力。另一方面,工业机器人的发展趋向平台化、开放化,未来会有更多的应用搭载到工业机器人上。优秀的控制器必须要有良好的扩展、升级和兼容能力。针对国内桁架机械手控制器强烈的市场需求和研究的不足,本课题提出一种基于STM32微处理器与μC/OS-II实时操作系统的桁架机械手控制器设计方案。该控制器应实现桁架机械手单轴控制、PTP控制、示教与示教再现等基本功能。桁架机械手控制器的设计分为运动控制算法设计和软硬件架构设计两个部分,其中,运动控制算法是课题研究的重点。在运动控制算法研究部分,通过对桁架机械手伺服系统非线性、强耦合特点的分析,课题选择了变结构控制作为基本思路。针对变结构控制的“抖振”现象展开进一步研究,提出一种基于模糊理论的滑模变结构控制算法来降低“抖振”现象,以提高控制品质。在MATLAB/Simulink环境中建立了伺服系统仿真模型,通过仿真实验来对比常规滑模控制器与模糊滑模控制器的控制效果。在软硬件构架设计部分,完成了硬件电路与底层驱动的设计、实时操作系统的在STM32上的移植和主程序的设计,给出了一套完整的控制器设计方案。该控制器与市场上的成熟产品相比,功能相对简单,有待于进一步研究和完善,其意义在于对新理论、新方法的探索实践。