机器人关节力矩伺服电机四象限驱动系统设计与实现

摘要

随着机器人技术的在全世界各行各业的广泛应用，伺服控制技术作为机器人应用的核心技术，其性能直接关系到机器人的整体运动灵活、稳定、精度等性能指标，所以一款设计合理的控制系统是机器人系统必不可少的重要部分，因此伺服控制技术一直受到了人们的普遍关注。而对机器人控制系统来说，机器人关节力矩控制驱动系统的设计是最基础的工作，它的性能将为机器人运行的稳定性、快速响应能力、抗干扰能力提供了基础保障。
　　本文主要内容是设计出了一款用于机器人关节力矩控制的基于直流伺服电机的四象限驱动系统。
　　首先，进行了前期的调研和相关技术文献阅读，对机器人关节力矩控制系统有了较深的理解，对其目前的发展状况、技术进展情况有了较全面的了解，并制定了具体实施方案。
　　其次，设计了用于机器人关机力矩控制的直流伺服电机四象限驱动系统，即基于TMS320F28332的核心控制板电路、OCL功率放大电路的直流电机的驱动单元和实现人机交互的上位机系统，完成了系统分析和制作。
　　然后，基于DSP的CCS编程环境，采用JTAG硬件在线仿真调试方法，设计了基于电流PID调节的驱动算法，实现了直流电机四象限运行。
　　最后，利用MATLAB\SIMULINK软件搭建了伺服驱动系统的仿真实验平台，对直流电机伺服驱动系统进行了性能测试，仿真实验结果表明，系统设计合理。通过真实硬件环境平台测试了直流伺服电机四象限驱动系统运行效果，达到设计要求。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景和意义

1．2 研究现状

1．3 论文的主要内容和组织结构

1．4 本章小结

第二章 用于机器人关节力矩控制的电机驱动系统总体介绍

2．1 关节力矩控制系统的应用对象

2．2 关节力矩控制的电机四象限驱动系统构架介绍

2．3 本章小结

第三章 直流伺服电机四象限驱动系统设计

3．1 四象限驱动系统硬件电路设计

3．2 四象限驱动系统软件设计

3．3 本章小结

第四章 四象限驱动系统的仿真与实验

4．1 MTLAB／SIMULlNK仿真与结果

4．2 实验与结果

4．3 实际实验电路与结果分析

4．3 本章小结

第五章 总结与展望

5．1 总结

5．2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间参加科研和发表论文情况