工業(yè)機器人伺服電機控制及運動控制系統(tǒng)研究.pdf

1、工業(yè)機器人是衡量一個國家工業(yè)自動化水平的重要體現(xiàn)。工業(yè)零件的加工中，現(xiàn)場生產條件惡劣，且有很大的安全隱患。工業(yè)機器人可以將人類從繁重、惡劣的工作環(huán)境中部分解脫出來。本課題針對石油化工領域的鋼制球形儲罐設計了曲面板切割機器人，對其伺服控制系統(tǒng)和軌跡插補算法進行了詳細的研究。仿真驗證設計結果并進行現(xiàn)場調試，驗證設計的可行性。
　　本文以機器人視覺伺服控制系統(tǒng)為研究核心，搭建機器人的運動控制系統(tǒng)。機器人檢測裝置為結構光視覺，用以檢測目標

2、對象的位姿變化。機器人的執(zhí)行器為永磁同步電機(PMSM)，建立永磁同步電機的矢量控制模型，設計了基于矢量控制的PMSM三閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)。依據(jù)工程實際要求，考慮電機伺服控制系統(tǒng)的跟隨性和抗擾性，對電流環(huán)、速度環(huán)、位置環(huán)各調節(jié)器的參數(shù)進行設計。課題研究的工業(yè)機器人是在惡劣的工業(yè)環(huán)境中工作，抗干擾性是控制系統(tǒng)設計的關鍵。對永磁同步電機伺服控制系統(tǒng)的設計進行仿真實驗，驗證各調節(jié)器參數(shù)的設計，給出仿真結果。
　　軌跡插補算法是機器人運動控

3、制器的核心。課題使用的DMC2610運動控制卡可以直接進行簡單的直線和圓弧插補，滿足部分軌跡插補的要求。但簡單直線、圓弧組合而成的曲線難以滿足復雜曲線、曲面的要求。樣條插補算法不僅能夠精確統(tǒng)一地表示出解析曲線，還能用來描述自由曲線。非均勻有理B樣條(NURBS)插補算法可以用來精確表達自由曲線，階次越高，表達越準確，計算量越大。本文在NURBS算法基礎上提出了變步長軌跡插補算法，依曲線曲率的不同進行不同步長的插補運動，兼顧插補算法的速度