基于電缸的多軸運(yùn)動(dòng)控制器的研究開發(fā).pdf

1、由于電缸具有成本低廉、安裝便捷、負(fù)載大、高精靈活等優(yōu)點(diǎn)，以電缸為機(jī)械載體的各類機(jī)器人或者機(jī)械手得到了諸多企業(yè)的青睞，這類工業(yè)機(jī)器人廣泛應(yīng)用在點(diǎn)膠、碼垛、物料搬運(yùn)、切割等領(lǐng)域。本文針對(duì)基于電缸的工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用場(chǎng)合的特有的特征，結(jié)合當(dāng)今主流運(yùn)動(dòng)控制器的設(shè)計(jì)方法和經(jīng)驗(yàn)，對(duì)基于電缸的多軸運(yùn)動(dòng)控制器進(jìn)行了設(shè)計(jì)規(guī)劃和研究。
　　首先，本文比較借鑒了目前諸多運(yùn)動(dòng)控制器的構(gòu)架方式，根據(jù)歸納出的基于電缸的多軸運(yùn)動(dòng)控制器的功能要求，選擇了基于PC的

2、以DSP+FPGA為核心的嵌入式構(gòu)架體系，對(duì)硬件和軟件的總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了規(guī)劃。
　　然后，分別對(duì)控制器系統(tǒng)的主要硬件和軟件進(jìn)行了設(shè)計(jì)。硬件部分包括仿真接口模塊、存儲(chǔ)器擴(kuò)展模塊、控制器與上位機(jī)等外設(shè)的通信模塊、I/O信號(hào)接口的設(shè)計(jì)、編碼器信號(hào)的輸入輸出模塊等；軟件部分包括：μC/OS-II實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的應(yīng)用、上位機(jī)各軟件模塊的設(shè)計(jì)，運(yùn)動(dòng)控制器通信模塊程序、速度插補(bǔ)等主要運(yùn)動(dòng)控制模塊程序、定位誤差補(bǔ)償程序等軟件的設(shè)計(jì)。
　　再次，

3、針對(duì)電缸應(yīng)用場(chǎng)合的高效、高平穩(wěn)性的特性，對(duì)運(yùn)動(dòng)控制器的速度規(guī)劃算法進(jìn)行了研究，采取了三次多項(xiàng)式速度曲線柔性加減速算法進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)；借鑒數(shù)控領(lǐng)域中應(yīng)用非常普遍的微小線段連續(xù)插補(bǔ)方法，對(duì)一種基于局部前瞻控制的曲線過渡插補(bǔ)算法進(jìn)行了研究介紹，通過與相鄰段間轉(zhuǎn)角直接過渡法和空間圓弧過渡法進(jìn)行仿真對(duì)比，驗(yàn)證了該算法的優(yōu)越性，同時(shí)結(jié)合三次多項(xiàng)式速度曲線加減速速度規(guī)劃算法以同步帶電缸物料抓取為例進(jìn)行了“門字形”軌跡規(guī)劃仿真實(shí)驗(yàn)；針對(duì)電缸應(yīng)用中的精密

4、場(chǎng)合以及實(shí)際應(yīng)用中出現(xiàn)的定位精度不夠的情況，以同步帶電缸為例建立了同步帶電缸伺服系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，對(duì)電缸系統(tǒng)的定位誤差補(bǔ)償和輪廓誤差補(bǔ)償進(jìn)行了研究，提出了一種位置環(huán)基于自適應(yīng)模糊PI的單軸定位誤差補(bǔ)償控制策略和變?cè)鲆娼徊骜詈陷喞`差補(bǔ)償控制策略，仿真結(jié)果證明了其可行性和有效性，為需要進(jìn)行誤差補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用場(chǎng)合提供一種補(bǔ)償方法，并為后續(xù)進(jìn)行多軸連續(xù)軌跡控制和同步控制提供一定理論參考。
　　最后，對(duì)基于電缸的多軸運(yùn)動(dòng)控制器的硬件進(jìn)行了調(diào)試，