助力行走機器人伺服系統(tǒng)研究與設計.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、隨著機器人技術的飛速發(fā)展,各種各樣的機器人被研制出來,廣泛的應用于生產和生活中,助力機器人作為其中的一個發(fā)展方向,越來越引起人們的廣泛關注。本文將對增強人體下肢能力的助力行走機器人的伺服驅動系統(tǒng)進行研究和設計。 針對助力行走機器人的特點,設計了由直流電機和諧波減速器組合提供輔助力矩的方案,根據控制要求,采用基于高性能數字信號處理器(DSP)設計的全數字伺服控制系統(tǒng)進行電機控制,采用基于CAN總線的現場總線控制系統(tǒng)進行整個系統(tǒng)的協(xié)

2、調控制。 首先,本文設計了助力行走機器人的機械結構,并在研究其控制系統(tǒng)的基礎上,研究和設計了基于CAN總線的機器人現場總線控制系統(tǒng)。然后,對全數字伺服控制系統(tǒng)和TMS320F2812進行論述,設計了基于該芯片的關節(jié)伺服控制系統(tǒng),介紹了事件管理器和CAN總線模塊在此電機控制和通信中的應用,并對功率驅動模塊中所采用的橋式逆變器、電流采樣部分進行了介紹。 在電機伺服控制系統(tǒng)中,設計了一個具有位置和速度反饋的雙閉環(huán)控制系統(tǒng),其中

3、采用了帶有抗積分飽和校正的PID控制器;并利用Matlab中的Simulink仿真工具對整個非線性控制系統(tǒng)進行了仿真,整定了PID控制參數。 隨后,本文對助力行走機器人伺服驅動系統(tǒng)的軟件進行設計,提出了控制程序的設計要求,設計了主程序、主中斷服務程序和重要的功能子程序;同時也介紹了PID控制算法在DSP上的數字化實現。 最后,在控制系統(tǒng)平臺上進行試驗并給出了波形圖,結果表明,本文研究的伺服驅動系統(tǒng)能夠實現速度和位置控制,

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