基于電缸的多軸運動控制器的研究開發(fā).pdf

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

2、以DSP+FPGA為核心的嵌入式構(gòu)架體系，對硬件和軟件的總體結(jié)構(gòu)進行了規(guī)劃。
　　然后，分別對控制器系統(tǒng)的主要硬件和軟件進行了設(shè)計。硬件部分包括仿真接口模塊、存儲器擴展模塊、控制器與上位機等外設(shè)的通信模塊、I/O信號接口的設(shè)計、編碼器信號的輸入輸出模塊等；軟件部分包括：μC/OS-II實時操作系統(tǒng)的應(yīng)用、上位機各軟件模塊的設(shè)計，運動控制器通信模塊程序、速度插補等主要運動控制模塊程序、定位誤差補償程序等軟件的設(shè)計。
　　再次，

3、針對電缸應(yīng)用場合的高效、高平穩(wěn)性的特性，對運動控制器的速度規(guī)劃算法進行了研究，采取了三次多項式速度曲線柔性加減速算法進行了仿真實驗；借鑒數(shù)控領(lǐng)域中應(yīng)用非常普遍的微小線段連續(xù)插補方法，對一種基于局部前瞻控制的曲線過渡插補算法進行了研究介紹，通過與相鄰段間轉(zhuǎn)角直接過渡法和空間圓弧過渡法進行仿真對比，驗證了該算法的優(yōu)越性，同時結(jié)合三次多項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行了“門字形”軌跡規(guī)劃仿真實驗；針對電缸應(yīng)用中的精密

4、場合以及實際應(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，對電缸系統(tǒng)的定位誤差補償和輪廓誤差補償進行了研究，提出了一種位置環(huán)基于自適應(yīng)模糊PI的單軸定位誤差補償控制策略和變增益交叉耦合輪廓誤差補償控制策略，仿真結(jié)果證明了其可行性和有效性，為需要進行誤差補償?shù)膽?yīng)用場合提供一種補償方法，并為后續(xù)進行多軸連續(xù)軌跡控制和同步控制提供一定理論參考。
　　最后，對基于電缸的多軸運動控制器的硬件進行了調(diào)試，