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教育机器人是一个通用的智能化教育平台,融合了现代工业设计、机械、电子、计算机软硬件、人工智能等诸多领域的先进技术。软件系统是教育机器人平台的重要组成部分,提供的功能包括:算法编辑环境、可视化仿真环境、机器人控制等。目前应用的教育机器人软件系统功能单一,针对性差,不能发挥教育机器人的性能。因此,开发融合先进教学理念、功能丰富、高效的教育机器人软件系统是实现教育机器人平台的重中之重。本文依托东北大学“985工程”流程工业综合自动化科技创新平台,在研究现有教育机器人机械系统和控制系统的基础上,设计和开发了满足功能要求的教育机器人软件系统,并对系统的有效性进行了实验验证。本文的主要研究内容如下:1.从教育机器人软件系统的具体功能要求出发,分析了现有教育机器人软件系统的优势和不足,按照系统化、模块化的设计思想,提出了教育机器人软件系统系统设计要求,完成教育机器人软件系统的需求分析。2.基于DSS(Decentralized Software Service)服务组件模型和面向服务体系结构,设计了教育机器人软件系统,提出了教育机器人软件系统框架,分别设计了集成开发环境子系统、仿真子系统和接口子系统的功能和结构。3.根据系统的设计思想和框架结构,开发了教育机器人软件系统。采用自定义控件和消息响应的方法,实现了DSS服务开发和监控一体化的集成开发环境;建立了教育机器人虚拟仿真对象模型和仿真环境,并开发数据通讯DSS服务实现Simulation Environment与Matlab的联合仿真;开发接口DSS服务实现了系统内与系统间的交互。4.进行教育机器人软件系统的实验验证和性能分析。分析了软件系统性能和3D仿真系统的仿真可信度,设计了基于代码/图形化控制算法的虚拟仿真对象和实物对象实验,验证了软件系统的可靠性和设计的合理性。