通用型機器人關節(jié)運動控制器的研制.pdf

1、隨著機器人應用技術的發(fā)展，多關節(jié)機器人或者機械臂的應用越來越廣泛。關節(jié)運動控制器作為機器人控制系統的核心，其控制精度和實時性的要求也越來越高。本課題主要研究目標是針對實驗室四關節(jié)機器人，研制出一種通用的基于。DSP的機器人關節(jié)運動控制器，實現對機器人關節(jié)的實時精確控制。 本文作者介紹了工業(yè)機器人及其關節(jié)運動控制器相關技術的發(fā)展，分析永磁同步電機的結構特點并對其建立了數學模型，研究了永磁同步電機的矢量控制方法，采用預測函數控制方法

2、，實現動態(tài)、快速的位置控制，并在此基礎上確定了關節(jié)運動控制器的控制方案。 硬件方面，采用電機控制專用處理器TMS320LF2407A作為控制電路的核心，以三相不控整流模塊、功率因數校正電路、儲能濾波電容和智能功率模塊PS21564構成交-直-交電壓型主回路。由控制電路輸出6路PWM信號來觸發(fā)主回路逆變器的動作從而實現對永磁同步電機的驅動。根據TMS320LF2407和PS21564的特點，設計了DSP外圍電路、通訊接口電路、電流

3、檢測、速度/位置檢測電路、模擬量輸出電路、故障檢測及保護電路等外圍電路，構成了一個通用的交流伺服電機運動控制硬件平臺。 軟件方面，電機控制算法由DSP編程實現。采用基于id=0的轉子磁場定向矢量控制方法，完成永磁同步電機的解耦控制；電流調節(jié)器與速度調節(jié)器均采用積分分離的數字PI控制算法，位置調節(jié)器采用預測函數控制方法，以實現動態(tài)、快速的位置控制，逆變器采用SVPWM調制策略；并在實際應用中設計了功能軟件；為了便于軟件的移植與修改