發(fā)布時(shí)間：2017-08-24 00:31

  本文關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)器人交流伺服運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)

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【摘要】：交流伺服系統(tǒng)是工業(yè)機(jī)器人核心部件之一。本文以國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人交流伺服系統(tǒng)研究和高速重載機(jī)器人技術(shù)為背景,系統(tǒng)分析了工業(yè)機(jī)器人交流伺服系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn),論述了具有空間矢量控制與直接轉(zhuǎn)矩控制兩種控制方式的交流伺服運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)軟件的開(kāi)發(fā)工作,探索應(yīng)對(duì)工業(yè)機(jī)器人發(fā)展過(guò)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(zhuǎn)矩控制。前者具有精度高的優(yōu)點(diǎn),常用于位置與速度控制；后者具有轉(zhuǎn)矩響應(yīng)快、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)低等優(yōu)點(diǎn),適用于電機(jī)的轉(zhuǎn)矩控制。本文論述的交流伺服運(yùn)動(dòng)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(zhuǎn)矩控制兩種控制方式,并可方便地進(jìn)行軟件切換；上位PC機(jī)運(yùn)行CANopen伺服管理軟件,采用WinForm控件開(kāi)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(zhuǎn)矩控制兩種控制方法的交流伺服運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)軟件體系架構(gòu)。接著詳細(xì)說(shuō)明了空間矢量控制軟件的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和各個(gè)功能模塊的設(shè)計(jì)原理與實(shí)現(xiàn)過(guò)程。同時(shí)論述了空間矢量控制的基礎(chǔ)上的速度規(guī)劃、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量辨識(shí)和PID參數(shù)自整定等輔助程序的設(shè)計(jì)原理,并給出軟件實(shí)現(xiàn)。然后介紹了直接轉(zhuǎn)矩控制的基本原理和直接轉(zhuǎn)矩控制軟件的體系結(jié)構(gòu),以及磁鏈和轉(zhuǎn)矩比較器、磁鏈轉(zhuǎn)矩估算模塊、開(kāi)關(guān)電壓矢量表等功能模塊的設(shè)計(jì)原理,并給出直接轉(zhuǎn)矩控制程序?qū)崿F(xiàn)過(guò)程和實(shí)驗(yàn)分析。然后對(duì)兩種控制方式的控制特點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比,同時(shí)設(shè)計(jì)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(kāi)發(fā)并介紹了PC端伺管理軟件的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)流程。伺服管理軟件實(shí)現(xiàn)了對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)器的參數(shù)配置、實(shí)時(shí)監(jiān)控等功能。最后給出了交流伺服運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)軟件的測(cè)試實(shí)驗(yàn)與分析,驗(yàn)證了軟件的可行性。
【關(guān)鍵詞】：工業(yè)機(jī)器人 交流伺服系統(tǒng) 運(yùn)動(dòng)控制 空間矢量控制 直接轉(zhuǎn)矩控制 CANopen通信
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：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(jī)器人系統(tǒng)結(jié)構(gòu)9-10
• 1.3 交流伺服發(fā)展現(xiàn)狀10-15
• 1.3.1 電機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展10-11
• 1.3.2 伺服控制技術(shù)的發(fā)展11-12
• 1.3.3 數(shù)字伺服總線技術(shù)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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)19-29
• 2.1 永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型和坐標(biāo)變換原理19-22
• 2.1.1 永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型19-21
• 2.1.2 坐標(biāo)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(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)23-27
• 2.3.1 硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建24-25
• 2.3.2 電機(jī)控制軟件整體設(shè)計(jì)25-26
• 2.3.3 基于CANopen的伺服管理軟件整體設(shè)計(jì)26-27
• 2.4 本章小結(jié)27-29
• 第三章 空間矢量控制模塊軟件設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)30-31
• 3.3 空間矢量控制模塊軟件實(shí)現(xiàn)31-41
• 3.3.1 主要功能模塊實(shí)現(xiàn)31-35
• 3.3.2 速度規(guī)劃模塊35-36
• 3.3.3 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量辨識(shí)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(cè)試41-45
• 3.4.1 速度環(huán)與速度規(guī)劃模塊測(cè)試41-43
• 3.4.2 位置環(huán)測(cè)試43-44
• 3.4.3 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量辨識(shí)模塊測(cè)試44-45
• 3.5 本章小結(jié)45-47
• 第四章 直接轉(zhuǎn)矩控制模塊軟件設(shè)計(jì)47-59
• 4.1 直接轉(zhuǎn)矩控制的基本原理47
• 4.2 直接轉(zhuǎn)矩控制模塊軟件結(jié)構(gòu)47-49
• 4.3 直接轉(zhuǎn)矩控制模塊軟件實(shí)現(xiàn)49-54
• 4.3.1 主要功能模塊實(shí)現(xiàn)49-53
• 4.3.2 直接轉(zhuǎn)矩控制中斷程序53-54
• 4.4 直接轉(zhuǎn)矩控制模塊實(shí)驗(yàn)54-55
• 4.5 控制方式的對(duì)比與控制模式切換模塊設(shè)計(jì)55-58
• 4.5.1 控制方式的對(duì)比55-56
• 4.5.2 控制模式切換模塊設(shè)計(jì)56-58
• 4.6 本章小結(jié)58-59
• 第五章 基于PC的伺服管理軟件開(kāi)發(fā)59-69
• 5.1 CANopen從站程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)59-62
• 5.1.1 對(duì)象字典59
• 5.1.2 信息接收與發(fā)送59-61
• 5.1.3 報(bào)文分類(lèi)處理61-62
• 5.2 基于PC的伺服管理軟件設(shè)計(jì)62-68
• 5.2.1 主界面設(shè)計(jì)62-63
• 5.2.2 通信設(shè)置63-65
• 5.2.3 電機(jī)參數(shù)配置65-66
• 5.2.4 控制參數(shù)配置66
• 5.2.5 實(shí)時(shí)監(jiān)控66-67
• 5.2.6 CANopen配置67-68
• 5.3 本章小結(jié)68-69
• 第六章 運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)與分析69-75
• 6.1 運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)與分析69-74
• 6.1.1 位置與速度控制69-71
• 6.1.2 轉(zhuǎn)矩控制71-72
• 6.1.3 控制模式切換72-74
• 6.2 本章小結(jié)74-75
• 第七章 總結(jié)與展望75-77
• 7.1 總結(jié)75
• 7.2 展望75-77
• 致謝77-79
• 參考文獻(xiàn)79-83
• 作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和科研成果83

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 顧碩;;EtherCAT正在成為中國(guó)真正的市場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)[J];自動(dòng)化博覽;2015年01期

2 趙峰;;中國(guó)首臺(tái)重載機(jī)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(dòng)化;2014年01期

4 孫英飛;羅愛(ài)華;;我國(guó)工業(yè)機(jī)器人發(fā)展研究[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2012年12期

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本文編號(hào)：728194