二自由度机械手臂的伺服驱动系统设计

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1、黑龙江科技学院硕士学位论文捅斐本文的目的是研究基于TMS320F2812的AC伺服驱动系统。高速、高精度已经成为伺服驱动系统的发展趋势。论文首先介绍了伺服系统内部组成元素的发展状况和作为负载的机器手臂发展及其控制方案。其次建立AC伺服系统：l、首先分析交流永磁同步电机的数学模型、转子磁链定向矢量控制。深入学习空间矢量PWM波形的产生以及电流回路和速度回路的PI调节等控制方法分析研究，并根据其数学模型进行仿真论证分析。2、伺服驱动器的硬件设计。即构建功率驱动模块和基于TMS320F2812最小系统的控制模块，制作PCB板。3、针对由TI公司的TMS32

2、0F．2812构成的控制器编写了实时控制程序。程序采用模块化编程思想，由C语言和C++语言混合编程的方法实现，并通过软件CCS程序编译下载到DSP中进行电流、速度闭环程序的调试，实现伺服系统速度模式下的二自由度机械手臂的闭环控制，并对实验结果进行分析。由于现实中系统严格讲都是非线性的，而传统的PI控制器是针对线性系统设计的，其参数固定不变不能真正的调节好非线性系统。位置采集所用的绝对式光电编码器及其解码电路的使用不仅增加了成本开销，同时也引进干扰和延迟等不确定因素。通过现代控制理论的研究，对伺服驱动系统的模型进行改进：l、对PI调节器进行了改进，通过

3、弱磁控制方法重新设计控制器。2、设计滑模观测器，解放位置采集电路。最后用MATLAB仿真验证方案的可行性。关键词：自由度；机械手；SVPWM；伺服系统^●servosystembasedonethedevelopmenttrendoftheservodrivesystem．Paperanalyzesservosystemdevelopmentsituationofinternalcomponentsfirstly,describesmechanicalarmdevelopmentandplanasload．WeshouldestablishACser

4、vosystemasfollowing：1、Analyzingmathematicalmodelofacpermanentmagnetsynchronousmotorandtherotorfluxvectorcontr01．ResearchingcontrolmethodsaboutproduceofthespacevectorPWMandPIregulmionofvelocityandcurrentloop．Atlastthroughmathematicalmodeltodosimulationdemonstrates．2、Designingser

5、vodriver-·BuildpowermoduleandcontrolmodulebaseonTMS320F2812minimalsystems，thenMakingPCB．3、AimingatthedigitalcontrollerusingTMS320-2812controlchip，allprogramisfinished．ThemodularizationisappliedinsystemsoftwareandcontrolprogramiscompletedwithCandC++language．Thoughcompilingprogra

6、mdownloadtotheCCS，SOfinishedprogramdebuggingaboutspeedclose-loopsystem．Experimentalresultswereanalyzed．Duetotherealitysystemspeakingstrictlyisnonlinear,whilethetraditionalPIcontrollerisdesignedforlinearsystems，theparametersofthefixedcannotadjustgoodnonlinearsystem．Theuseofcolle

7、ctingthepositionofabsolutephotoelectricencoderanddecodercircuitnotonlyincreasedcost，introduceinterferenceanddelayofuncertainfactors．Throughthestudyofmodemcontroltheory,improvedthemodelofservodrivesystem：1、Theweakmagneticcontrolmethodtodesignthecontroller,improvedPIadjuster2、Des

8、ignsliding—modeobserver,thenliberatepositionsamplingci