工業(yè)機(jī)器人伺服電機(jī)控制及運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)研究.pdf

1、工業(yè)機(jī)器人是衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)自動(dòng)化水平的重要體現(xiàn)。工業(yè)零件的加工中，現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)條件惡劣，且有很大的安全隱患。工業(yè)機(jī)器人可以將人類(lèi)從繁重、惡劣的工作環(huán)境中部分解脫出來(lái)。本課題針對(duì)石油化工領(lǐng)域的鋼制球形儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)了曲面板切割機(jī)器人，對(duì)其伺服控制系統(tǒng)和軌跡插補(bǔ)算法進(jìn)行了詳細(xì)的研究。仿真驗(yàn)證設(shè)計(jì)結(jié)果并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，驗(yàn)證設(shè)計(jì)的可行性。
　　本文以機(jī)器人視覺(jué)伺服控制系統(tǒng)為研究核心，搭建機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。機(jī)器人檢測(cè)裝置為結(jié)構(gòu)光視覺(jué)，用以檢測(cè)目標(biāo)

2、對(duì)象的位姿變化。機(jī)器人的執(zhí)行器為永磁同步電機(jī)(PMSM)，建立永磁同步電機(jī)的矢量控制模型，設(shè)計(jì)了基于矢量控制的PMSM三閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)。依據(jù)工程實(shí)際要求，考慮電機(jī)伺服控制系統(tǒng)的跟隨性和抗擾性，對(duì)電流環(huán)、速度環(huán)、位置環(huán)各調(diào)節(jié)器的參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。課題研究的工業(yè)機(jī)器人是在惡劣的工業(yè)環(huán)境中工作，抗干擾性是控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。對(duì)永磁同步電機(jī)伺服控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證各調(diào)節(jié)器參數(shù)的設(shè)計(jì)，給出仿真結(jié)果。
　　軌跡插補(bǔ)算法是機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控

3、制器的核心。課題使用的DMC2610運(yùn)動(dòng)控制卡可以直接進(jìn)行簡(jiǎn)單的直線和圓弧插補(bǔ)，滿足部分軌跡插補(bǔ)的要求。但簡(jiǎn)單直線、圓弧組合而成的曲線難以滿足復(fù)雜曲線、曲面的要求。樣條插補(bǔ)算法不僅能夠精確統(tǒng)一地表示出解析曲線，還能用來(lái)描述自由曲線。非均勻有理B樣條(NURBS)插補(bǔ)算法可以用來(lái)精確表達(dá)自由曲線，階次越高，表達(dá)越準(zhǔn)確，計(jì)算量越大。本文在NURBS算法基礎(chǔ)上提出了變步長(zhǎng)軌跡插補(bǔ)算法，依曲線曲率的不同進(jìn)行不同步長(zhǎng)的插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)，兼顧插補(bǔ)算法的速度