本文關鍵詞：工業(yè)機器人交流伺服運動控制系統(tǒng)軟件開發(fā)

  更多相關文章： 工業(yè)機器人 交流伺服系統(tǒng) 運動控制 空間矢量控制 直接轉矩控制 CANopen通信

【摘要】：交流伺服系統(tǒng)是工業(yè)機器人核心部件之一。本文以國產(chǎn)工業(yè)機器人交流伺服系統(tǒng)研究和高速重載機器人技術為背景,系統(tǒng)分析了工業(yè)機器人交流伺服系統(tǒng)的技術特點,論述了具有空間矢量控制與直接轉矩控制兩種控制方式的交流伺服運動控制系統(tǒng)軟件的開發(fā)工作,探索應對工業(yè)機器人發(fā)展過程中的新需求。交流伺服常用的控制方法有空間矢量控制和直接轉矩控制。前者具有精度高的優(yōu)點,常用于位置與速度控制；后者具有轉矩響應快、轉矩脈動低等優(yōu)點,適用于電機的轉矩控制。本文論述的交流伺服運動控制系統(tǒng)以高性能DSP為控制核心,支持空間矢量控制與直接轉矩控制兩種控制方式,并可方便地進行軟件切換；上位PC機運行CANopen伺服管理軟件,采用WinForm控件開發(fā)。文中首先介紹了交流伺服的發(fā)展現(xiàn)狀和主流伺服產(chǎn)品,并給出了具有空間矢量控制與直接轉矩控制兩種控制方法的交流伺服運動控制系統(tǒng)軟件體系架構。接著詳細說明了空間矢量控制軟件的系統(tǒng)結構和各個功能模塊的設計原理與實現(xiàn)過程。同時論述了空間矢量控制的基礎上的速度規(guī)劃、轉動慣量辨識和PID參數(shù)自整定等輔助程序的設計原理,并給出軟件實現(xiàn)。然后介紹了直接轉矩控制的基本原理和直接轉矩控制軟件的體系結構,以及磁鏈和轉矩比較器、磁鏈轉矩估算模塊、開關電壓矢量表等功能模塊的設計原理,并給出直接轉矩控制程序實現(xiàn)過程和實驗分析。然后對兩種控制方式的控制特點進行對比,同時設計了兩種控制模式的平滑切換程序。接著論述了CANopen從站程序的開發(fā)并介紹了PC端伺管理軟件的設計與開發(fā)流程。伺服管理軟件實現(xiàn)了對伺服驅動器的參數(shù)配置、實時監(jiān)控等功能。最后給出了交流伺服運動控制系統(tǒng)軟件的測試實驗與分析,驗證了軟件的可行性。
【關鍵詞】：工業(yè)機器人 交流伺服系統(tǒng) 運動控制 空間矢量控制 直接轉矩控制 CANopen通信
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP242.2
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-19
• 1.1 引言9
• 1.2 工業(yè)機器人系統(tǒng)結構9-10
• 1.3 交流伺服發(fā)展現(xiàn)狀10-15
• 1.3.1 電機控制技術的發(fā)展10-11
• 1.3.2 伺服控制技術的發(fā)展11-12
• 1.3.3 數(shù)字伺服總線技術的發(fā)展12-13
• 1.3.4 主流伺服產(chǎn)品介紹13-15
• 1.4 交流伺服運動控制系統(tǒng)軟件15-16
• 1.5 論文研究背景及意義16-17
• 1.6 論文章節(jié)安排17-19
• 第二章 交流伺服運動控制系統(tǒng)設計19-29
• 2.1 永磁同步電機數(shù)學模型和坐標變換原理19-22
• 2.1.1 永磁同步電機數(shù)學模型19-21
• 2.1.2 坐標變換原理21-22
• 2.2 CANopen協(xié)議的基本原理22-23
• 2.3 交流伺服運動控制系統(tǒng)整體設計23-27
• 2.3.1 硬件實驗平臺搭建24-25
• 2.3.2 電機控制軟件整體設計25-26
• 2.3.3 基于CANopen的伺服管理軟件整體設計26-27
• 2.4 本章小結27-29
• 第三章 空間矢量控制模塊軟件設計29-47
• 3.1 空間矢量控制基本原理29-30
• 3.2 空間矢量控制模塊軟件結構30-31
• 3.3 空間矢量控制模塊軟件實現(xiàn)31-41
• 3.3.1 主要功能模塊實現(xiàn)31-35
• 3.3.2 速度規(guī)劃模塊35-36
• 3.3.3 轉動慣量辨識模塊36-39
• 3.3.4 PID參數(shù)自整定程序39-40
• 3.3.5 空間矢量控制中斷程序40-41
• 3.4 空間矢量控制模塊軟件測試41-45
• 3.4.1 速度環(huán)與速度規(guī)劃模塊測試41-43
• 3.4.2 位置環(huán)測試43-44
• 3.4.3 轉動慣量辨識模塊測試44-45
• 3.5 本章小結45-47
• 第四章 直接轉矩控制模塊軟件設計47-59
• 4.1 直接轉矩控制的基本原理47
• 4.2 直接轉矩控制模塊軟件結構47-49
• 4.3 直接轉矩控制模塊軟件實現(xiàn)49-54
• 4.3.1 主要功能模塊實現(xiàn)49-53
• 4.3.2 直接轉矩控制中斷程序53-54
• 4.4 直接轉矩控制模塊實驗54-55
• 4.5 控制方式的對比與控制模式切換模塊設計55-58
• 4.5.1 控制方式的對比55-56
• 4.5.2 控制模式切換模塊設計56-58
• 4.6 本章小結58-59
• 第五章 基于PC的伺服管理軟件開發(fā)59-69
• 5.1 CANopen從站程序設計與實現(xiàn)59-62
• 5.1.1 對象字典59
• 5.1.2 信息接收與發(fā)送59-61
• 5.1.3 報文分類處理61-62
• 5.2 基于PC的伺服管理軟件設計62-68
• 5.2.1 主界面設計62-63
• 5.2.2 通信設置63-65
• 5.2.3 電機參數(shù)配置65-66
• 5.2.4 控制參數(shù)配置66
• 5.2.5 實時監(jiān)控66-67
• 5.2.6 CANopen配置67-68
• 5.3 本章小結68-69
• 第六章 運動控制系統(tǒng)實驗與分析69-75
• 6.1 運動控制系統(tǒng)實驗與分析69-74
• 6.1.1 位置與速度控制69-71
• 6.1.2 轉矩控制71-72
• 6.1.3 控制模式切換72-74
• 6.2 本章小結74-75
• 第七章 總結與展望75-77
• 7.1 總結75
• 7.2 展望75-77
• 致謝77-79
• 參考文獻79-83
• 作者在攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文和科研成果83

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 顧碩;;EtherCAT正在成為中國真正的市場標準[J];自動化博覽;2015年01期

2 趙峰;;中國首臺重載機器人攪拌摩擦焊系統(tǒng)順利交付[J];現(xiàn)代焊接;2014年12期

3 夏勇;葉曉東;趙江海;;基于CANopen協(xié)議的數(shù)字伺服控制[J];電氣自動化;2014年01期

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本文編號：728194