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基于BLDC的新型五自由度并联机器人运动控制
来源:本站整理  作者:佚名  2009-08-24 10:15:24




      以微机作为处主理器, 实现控制运算, 以时间中断方式向控制卡接收和发送控制信号, 中断的最小时间间隔为1ms。控制卡具有5 路D/A 输出, 16 路A/D 输入, 16 路开关量输入输出, 能够很好的满足实际控制的需要。D/A 输出分辨率为15 位, 输出范围DC0~10V。A/D 采样的频率120KHZ, 分辨率12 位, 采样范围: 0- 10V, 内置采样保持器, 工作在软件查询方式。开关量输出高电平为+12V, 低电平为0V。微机由A/D 采样读取位移传感器的信号, 计算出电动推杆和转角的位置, 运算后向电机驱动器发送转速、转向和电机运行状态信号, 从而控制各个位移量。控制系统驱动使用的电机为永磁无刷直流电机, 该电机可以无级调速, 工作转速范围很大0~3000r/min, 可以工作在超低转速, 能满足各种运行模式下的转速要求。该电机低速转矩大, 运行平稳,高效率, 低噪音。电机及其驱动器与测控板之间的连接方法如图3 所示。驱动器有三种可选调速方式:内部电位器调速、外部输入调速、多段选择调速。在实际应中选择外部输入调速, 即有D/A转换的电压( 相对于COM) 输入到“AVI”端进行速度调控。“AVI”的接受范围为DC0V~10V, 对应电机转速为0~3000 转/分; 端子内接电阻200K 到COM端, 因此悬空不接将被解释为0输入。

      电机的正/反转、方向、运行/停止控制端被内部电阻上拉到12V, 无输入时均为高电平。通过控制端子“R/S”相对于“COM”的通、断可以控制电机的运行和停止。当“R/S”与端子“COM”断开时电机停止, 反之电机运行。使用运行/停止端控制电机停止时, 电机为自然停车, 其运动规律与负载惯性有关。通过控制端子“DIR”与端子“COM”的通、断可以控制电机的运转方向。当“DIR”与端子“COM”不接通时电机顺时针方向运行( 面对电机轴) , 约定为正转;反之则逆时针方向运转, 约定为反转.为避免驱动器的损坏应避免在电机运行时进行运转方向控制。驱动器通过端子BRK~COM可以控制无刷电机的迅速停止, 制动采用受控能耗制动方式, 相对于R/S 的自由停车会迅速的多, 但具体时间受用户系统( 尤其是系统惯量) 的影响。

4 动平台运动轨迹的规划

      本并联机构在实际控制时使用的轨迹参数是在ADAMS 环境中仿真获取的。部分仿真数据结果如图4 所示。ADAMS 软件使用交互式图形环境和零件库、约束库、力库, 创建完全参数化的机械系统几何模型, 其求解器采用多刚体系统动力学理论中的拉格郎日方程方法, 建立系统动力学方程, 对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析, 可以输出位移、速度、加度和反作用力曲线。

 

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