基于TMS320F2812DSP的手臂機(jī)器人關(guān)節(jié)控制器的設(shè)計(jì).pdf

1、隨著電子控制技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人控制技術(shù)也不斷的推陳出新。近幾十年，手臂機(jī)器人在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，如何實(shí)現(xiàn)其關(guān)節(jié)控制，使其具有更好的控制精度和實(shí)時(shí)性，已成為近年來研究的熱門領(lǐng)域。本文主要的研究目標(biāo)是以無刷直流電動(dòng)機(jī)為被控對象，研制出一種基于TMS320F2812 數(shù)字信號處理器的手臂機(jī)器人關(guān)節(jié)控制器對手臂機(jī)器人關(guān)節(jié)進(jìn)行精準(zhǔn)、實(shí)時(shí)的控制。本文介紹了手臂機(jī)器人和與其相關(guān)的關(guān)節(jié)控制器的發(fā)展，重點(diǎn)分析了永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其控制

2、電路，建立了電動(dòng)機(jī)本體及其雙閉環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和傳遞函數(shù)。通過Matlab 軟件的Simulink 仿真模塊建立了模塊化的仿真模型以實(shí)現(xiàn)對無刷直流電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的仿真，并且對電流環(huán)的PI 控制器采用模糊推理控制進(jìn)行優(yōu)化，從而降低了系統(tǒng)超調(diào)量，提高了系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間，減小了電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。硬件方面，采用Ti公司出品的TMS320F2812 數(shù)字信號處理器作為控制電路來構(gòu)建系統(tǒng)模塊。整個(gè)系統(tǒng)由三相整流逆變模塊、位置信號檢測模塊、電流檢測模

3、塊、光耦隔離電路模塊以及電壓轉(zhuǎn)換模塊等構(gòu)成一個(gè)無刷直流電動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)控制硬件平臺，由控制電路輸出6 路PWM信號來觸發(fā)主回路逆變橋的動(dòng)作進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對無刷直流電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)。軟件方面，以CCS 軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)為設(shè)計(jì)平臺對DSP 進(jìn)行編程。全部軟件以模塊化進(jìn)行構(gòu)建，以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)、快速的位置控制。最后，對所設(shè)計(jì)的關(guān)節(jié)控制器進(jìn)行了軟件和硬件的調(diào)試。實(shí)驗(yàn)表明，該控制器不僅可以實(shí)現(xiàn)手臂機(jī)器人關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)控制，同樣適用于其他直流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)伺服控制，具有一定的實(shí)用