通用型機(jī)器人關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)控制器的研制.pdf

1、隨著機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，多關(guān)節(jié)機(jī)器人或者機(jī)械臂的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)控制器作為機(jī)器人控制系統(tǒng)的核心，其控制精度和實(shí)時(shí)性的要求也越來(lái)越高。本課題主要研究目標(biāo)是針對(duì)實(shí)驗(yàn)室四關(guān)節(jié)機(jī)器人，研制出一種通用的基于。DSP的機(jī)器人關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)控制器，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人關(guān)節(jié)的實(shí)時(shí)精確控制。 本文作者介紹了工業(yè)機(jī)器人及其關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)控制器相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，分析永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)并對(duì)其建立了數(shù)學(xué)模型，研究了永磁同步電機(jī)的矢量控制方法，采用預(yù)測(cè)函數(shù)控制方法

2、，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)、快速的位置控制，并在此基礎(chǔ)上確定了關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)控制器的控制方案。 硬件方面，采用電機(jī)控制專(zhuān)用處理器TMS320LF2407A作為控制電路的核心，以三相不控整流模塊、功率因數(shù)校正電路、儲(chǔ)能濾波電容和智能功率模塊PS21564構(gòu)成交-直-交電壓型主回路。由控制電路輸出6路PWM信號(hào)來(lái)觸發(fā)主回路逆變器的動(dòng)作從而實(shí)現(xiàn)對(duì)永磁同步電機(jī)的驅(qū)動(dòng)。根據(jù)TMS320LF2407和PS21564的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了DSP外圍電路、通訊接口電路、電流

3、檢測(cè)、速度/位置檢測(cè)電路、模擬量輸出電路、故障檢測(cè)及保護(hù)電路等外圍電路，構(gòu)成了一個(gè)通用的交流伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制硬件平臺(tái)。 軟件方面，電機(jī)控制算法由DSP編程實(shí)現(xiàn)。采用基于id=0的轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向矢量控制方法，完成永磁同步電機(jī)的解耦控制；電流調(diào)節(jié)器與速度調(diào)節(jié)器均采用積分分離的數(shù)字PI控制算法，位置調(diào)節(jié)器采用預(yù)測(cè)函數(shù)控制方法，以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)、快速的位置控制，逆變器采用SVPWM調(diào)制策略；并在實(shí)際應(yīng)用中設(shè)計(jì)了功能軟件；為了便于軟件的移植與修改