高可靠性空間末端效應(yīng)器無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、研制空間站大機(jī)械臂是我國(guó)未來(lái)空間站建設(shè)中必不可少的過(guò)程，而末端效應(yīng)器是機(jī)械臂的一個(gè)重要組成部分。結(jié)合我們空間站機(jī)械臂原理樣機(jī)末端效應(yīng)器研制課題，為了實(shí)現(xiàn)末端效應(yīng)器穩(wěn)定可靠的工作，本文主要研究末端效應(yīng)器無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)及其高可靠性設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)問(wèn)題。
　　結(jié)合末端效應(yīng)器研制任務(wù)，本文首先給出了末端效應(yīng)器的無(wú)刷直流電機(jī)的選型及相關(guān)研究基礎(chǔ)。針對(duì)末端效應(yīng)器機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃，對(duì)控制系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃，進(jìn)行了建模與仿真。設(shè)計(jì)了三閉環(huán)結(jié)構(gòu)來(lái)

2、實(shí)現(xiàn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制，在MATLAB/Simulink平臺(tái)上搭建模型，仿真結(jié)果驗(yàn)證了控制系統(tǒng)有較好的高精度高動(dòng)態(tài)性能特性。
　　根據(jù)末端效應(yīng)器驅(qū)動(dòng)控制任務(wù)要求和設(shè)計(jì)方案，以DSP TMS320F2812為核心控制器，構(gòu)建了硬件系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，主要包括DSP最小系統(tǒng)、控制器的通信接口、功率驅(qū)動(dòng)電路、PWM控制電路、電流檢測(cè)電路等電路。并且考慮了控制系統(tǒng)PCB電路板的制作流程和設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方法。在CCS3.3環(huán)境下根據(jù)模塊化設(shè)計(jì)的思路開(kāi)發(fā)了

3、DSP控制系統(tǒng)軟件，包括主程序模塊、通信子模塊和相關(guān)的中斷模塊程序，并且考慮了軟件的速度優(yōu)化。
　　同時(shí)考慮到將來(lái)航天應(yīng)用的高可靠性要求，本文從電機(jī)控制器自身的軟硬件和容錯(cuò)冗余控制兩個(gè)方面提出了很多提高系統(tǒng)可靠性的方法，提出了采用一種基于雙繞組余度無(wú)刷直流電機(jī)的新的熱備份控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和基于傳感器冗余信息的故障檢測(cè)方法，并且對(duì)其進(jìn)行了詳細(xì)的研究。
　　最終，為了驗(yàn)證末端效應(yīng)器電控系統(tǒng)以及整個(gè)末端效應(yīng)器系統(tǒng)的工作情況，設(shè)計(jì)了一個(gè)