基于DSP+CPLD的多軸運動控制器平臺設(shè)計及單軸伺服運動控制算法研究.pdf

1、隨著運動控制系統(tǒng)的發(fā)展，運動控制器作為運動控制系統(tǒng)的核心，在現(xiàn)代工業(yè)控制中的作用越來越大，其性能直接影響被控對象的工作性能和工作效率。本課題建立在實驗室現(xiàn)有平臺——六自由度焊接機器人之上，旨在設(shè)計一款具有通用特性的多軸運動控制器，以實現(xiàn)焊接機器人焊接過程中實時的軌跡規(guī)劃及六個關(guān)節(jié)的協(xié)調(diào)動作。此外，該運動控制器可應(yīng)用于一般多軸運動系統(tǒng)的控制。
　　 在充分調(diào)研控制器國內(nèi)外發(fā)展的前提下，確定PC機+控制器的總體設(shè)計方案。控制器以DS

2、P作為主控單元，輔以CPLD最終完成多軸協(xié)調(diào)運動?？刂七^程中，依靠DSP強大的數(shù)據(jù)處理能力進(jìn)行電機控制，CPLD進(jìn)行相關(guān)的邏輯控制和I/O擴展，并采用PCI總線與PC機進(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)主控芯片的擴展，完成了眾多邏輯控制和I/O擴展的任務(wù)。作為本設(shè)計的重點，將其按功能進(jìn)行分類設(shè)計。另外，原理圖設(shè)計成功后的硬件調(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)試過程中的常見

3、問題均在論文中得以體現(xiàn)。
　　 伺服電機控制方面，論文在對伺服電機的控制模式做了簡單介紹后，確定控制器采用速度控制模式，并對該模式下各個參數(shù)的調(diào)整、計算給出相關(guān)依據(jù)。對于電機控制策略，從簡單PID入手逐步深入，結(jié)合實驗結(jié)果分析得到驅(qū)動器特性曲線，并針對伺服電機控制中存在的死區(qū)、零點校正等問題提出解決方案。在電機控制的穩(wěn)定性方面，結(jié)合先進(jìn)控制算法——模糊控制對電機的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