面向工業(yè)機器人的伺服控制應用系統(tǒng)開發(fā).pdf

1、隨著電力電子技術和控制理論的發(fā)展，交流伺服系統(tǒng)控制理論與技術得到了廣泛應用，全數(shù)字交流伺服系統(tǒng)已成為現(xiàn)代工業(yè)制造領域以及機器人運動控制系統(tǒng)的重要基礎之一。本文針對工業(yè)機器人系統(tǒng)應用和高性能國產(chǎn)化伺服系統(tǒng)開發(fā)，系統(tǒng)地研究了基于DSP控制器的全數(shù)字交流伺服控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)。
　　論文首先結合所參與的國產(chǎn)化工業(yè)機器人應用開發(fā)工作和需求，分析總結了以噴涂及水切割作業(yè)所使用的KeMotion機器人控制器以及力士樂(Rexroth)伺服驅

2、動器為代表的高水平伺服控制系統(tǒng)技術與功能，形成了面向工業(yè)機器人的交流伺服控制系統(tǒng)的實用化功能需求。
　　在上述分析的基礎上，論文設計實現(xiàn)了基于DSP控制器TMS320F28335的交流伺服控制系統(tǒng)的電機控制電路。文中論述了整流電路、功率驅動電路、信號采集電路及保護電路等模塊的設計原理，并給出了整個硬件系統(tǒng)的功能測試過程及性能分析。相比于直接轉矩控制(DTC)，系統(tǒng)伺服電機的運動控制選擇采用磁場定向控制(FOC)方法，電流控制使用空

3、間矢量控制算法，電流、速度環(huán)中采用了離散PID控制算法，面向插補控制的位置環(huán)給定端控制與處理采用模糊邏輯算法。文中詳細論述了上述各個閉環(huán)實時控制算法的DSP控制器軟件模塊設計與實現(xiàn)，并給出了各閉環(huán)的波形測試結果和位置環(huán)的優(yōu)化控制仿真結果及分析。論文還圍繞工業(yè)機器人的狀態(tài)控制和輔助功能開發(fā)實現(xiàn)了多任務伺服管理模塊，文中給出了人機交互中的手動調節(jié)測試、模式更改、參數(shù)設定、系統(tǒng)剛性調節(jié)，以及報警系統(tǒng)和安全保護等功能的設計與實現(xiàn)。最后針對工業(yè)機