基于DSP+CPLD的多軸運(yùn)動(dòng)控制器平臺(tái)設(shè)計(jì)及單軸伺服運(yùn)動(dòng)控制算法研究.pdf

1、隨著運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展，運(yùn)動(dòng)控制器作為運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的核心，在現(xiàn)代工業(yè)控制中的作用越來(lái)越大，其性能直接影響被控對(duì)象的工作性能和工作效率。本課題建立在實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有平臺(tái)——六自由度焊接機(jī)器人之上，旨在設(shè)計(jì)一款具有通用特性的多軸運(yùn)動(dòng)控制器，以實(shí)現(xiàn)焊接機(jī)器人焊接過(guò)程中實(shí)時(shí)的軌跡規(guī)劃及六個(gè)關(guān)節(jié)的協(xié)調(diào)動(dòng)作。此外，該運(yùn)動(dòng)控制器可應(yīng)用于一般多軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的控制。
　　 在充分調(diào)研控制器國(guó)內(nèi)外發(fā)展的前提下，確定PC機(jī)+控制器的總體設(shè)計(jì)方案?？刂破饕訢S

2、P作為主控單元，輔以CPLD最終完成多軸協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)。控制過(guò)程中，依靠DSP強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力進(jìn)行電機(jī)控制，CPLD進(jìn)行相關(guān)的邏輯控制和I/O擴(kuò)展，并采用PCI總線與PC機(jī)進(jìn)行通訊，以滿足數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣群头€(wěn)定性等要求。
　　 CPLD作為系統(tǒng)主控芯片的擴(kuò)展，完成了眾多邏輯控制和I/O擴(kuò)展的任務(wù)。作為本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，將其按功能進(jìn)行分類設(shè)計(jì)。另外，原理圖設(shè)計(jì)成功后的硬件調(diào)試也是本論文所作的工作之一，硬件調(diào)試步驟、調(diào)試內(nèi)容及調(diào)試過(guò)程中的常見(jiàn)

3、問(wèn)題均在論文中得以體現(xiàn)。
　　 伺服電機(jī)控制方面，論文在對(duì)伺服電機(jī)的控制模式做了簡(jiǎn)單介紹后，確定控制器采用速度控制模式，并對(duì)該模式下各個(gè)參數(shù)的調(diào)整、計(jì)算給出相關(guān)依據(jù)。對(duì)于電機(jī)控制策略，從簡(jiǎn)單PID入手逐步深入，結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析得到驅(qū)動(dòng)器特性曲線，并針對(duì)伺服電機(jī)控制中存在的死區(qū)、零點(diǎn)校正等問(wèn)題提出解決方案。在電機(jī)控制的穩(wěn)定性方面，結(jié)合先進(jìn)控制算法——模糊控制對(duì)電機(jī)的PID參數(shù)進(jìn)行在線整定，形成了帶死區(qū)及速度前饋的模糊PID控制算法