基于TMS320F2812DSP的手臂機器人關節(jié)控制器的設計.pdf

1、隨著電子控制技術的發(fā)展，機器人控制技術也不斷的推陳出新。近幾十年，手臂機器人在工業(yè)領域的應用越來越廣泛，如何實現(xiàn)其關節(jié)控制，使其具有更好的控制精度和實時性，已成為近年來研究的熱門領域。本文主要的研究目標是以無刷直流電動機為被控對象，研制出一種基于TMS320F2812 數(shù)字信號處理器的手臂機器人關節(jié)控制器對手臂機器人關節(jié)進行精準、實時的控制。本文介紹了手臂機器人和與其相關的關節(jié)控制器的發(fā)展，重點分析了永磁無刷直流電動機的結構特點及其控制

2、電路，建立了電動機本體及其雙閉環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)學模型和傳遞函數(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現(xiàn)對無刷直流電動機控制系統(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行優(yōu)化，從而降低了系統(tǒng)超調(diào)量，提高了系統(tǒng)響應時間，減小了電動機的轉(zhuǎn)動慣量。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建系統(tǒng)模塊。整個系統(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)換模塊等構成一個無刷直流電動機運動控制硬件平臺，由控制電路輸出6 路PWM信號來觸發(fā)主回路逆變橋的動作進而實現(xiàn)對無刷直流電動機的驅(qū)動。軟件方面，以CCS 軟件設計系統(tǒng)為設計平臺對DSP 進行編程。全部軟件以模塊化進行構建，以實現(xiàn)動態(tài)、快速的位置控制。最后，對所設計的關節(jié)控制器進行了軟件和硬件的調(diào)試。實驗表明，該控制器不僅可以實現(xiàn)手臂機器人關節(jié)的運動控制，同樣適用于其他直流電動機的運動伺服控制，具有一定的實用