基于ARM的機(jī)器人伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器設(shè)計(jì).pdf

1、工業(yè)機(jī)器人正悄然改變著人們的生產(chǎn)和生活方式。廣泛采用工業(yè)機(jī)器人，不僅會(huì)提高產(chǎn)品的質(zhì)量與產(chǎn)量，而且可以保障人身安全，改善勞動(dòng)環(huán)境，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，節(jié)約原材料以及降低生產(chǎn)成本。伺服驅(qū)動(dòng)器是工業(yè)機(jī)器人的關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)器，是工業(yè)機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)之一。因此，研究高性能的伺服驅(qū)動(dòng)器具有重要的理論和實(shí)際意義。
　　本課題源于企業(yè)研究生工作站的工業(yè)機(jī)器人項(xiàng)目。本文首先介紹了工業(yè)機(jī)器人伺服驅(qū)動(dòng)器的研究背景和意義，以及伺服驅(qū)動(dòng)器的發(fā)展趨勢(shì)和控

2、制策略。經(jīng)過分析，采用永磁同步電機(jī)(PMSM)直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC)系統(tǒng)作為工業(yè)機(jī)器人的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
　　文章從永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及數(shù)學(xué)模型出發(fā)，詳細(xì)地介紹了永磁同步電機(jī)傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制策略的原理，并分析了永磁同步電機(jī)傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上介紹了基于空間電壓矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的原理，并推導(dǎo) SVPWM算法實(shí)現(xiàn)過程。然后在 MATLAB/SIMULINK環(huán)境下建立仿真模型，對(duì)兩個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行仿

3、真研究并對(duì)比仿真結(jié)果。
　　在分析永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)中存在的一些問題之后，本文在基于空間矢量調(diào)制的框架內(nèi)，設(shè)計(jì)了一種新型的滑模變結(jié)構(gòu)直接轉(zhuǎn)矩控制(VSS-DTC)方法。并構(gòu)建了新的永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)，仿真結(jié)果表明，改進(jìn)后系統(tǒng)具有良好的調(diào)速性能，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)也大大減小。
　　文章的最后在恩智浦的 ARM芯片 LPC4337JET256的基礎(chǔ)上對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了硬件和軟件設(shè)計(jì)，硬件部分包括主電路、檢測(cè)電路、隔離