機(jī)器人的控制系統(tǒng)ppt課件-文庫(kù)吧資料
2025-01-25 02:10本頁(yè)面
【正文】 出修改。為便于處理， GM400保持了主機(jī)對(duì)當(dāng)前軸號(hào)的設(shè)置。因此當(dāng)工作軸少于 GM400所支持的軸數(shù)目時(shí)，可增加伺服控制的刷新頻率。 3．控制器運(yùn)動(dòng)軸的控制 1) 與主機(jī)的通信 ? GM400運(yùn)動(dòng)控制器提供了命令寫、數(shù)據(jù)寫和數(shù)據(jù)讀三種操作實(shí)現(xiàn)主機(jī)與運(yùn)動(dòng)控制器之間的信息交換。 GM400運(yùn)動(dòng)控制器采用 PID和速度前饋 (PID+Vff)濾波器。 2) 運(yùn)動(dòng)完成狀態(tài) ? GM400運(yùn)動(dòng)控制器提供兩個(gè)字節(jié) 表征運(yùn)動(dòng)狀態(tài) ，其中一個(gè)字節(jié)表征運(yùn)動(dòng)是否完成，另一個(gè)表征運(yùn)動(dòng)時(shí)的內(nèi)部狀態(tài)。 2．運(yùn)動(dòng)控制器的速度控制 1) 運(yùn)動(dòng)停止的控制 ? 有些情況下，為了安全起見(jiàn)或?yàn)榱藢?shí)現(xiàn)某些特定的運(yùn)動(dòng)軌跡，需要在特定位置使運(yùn)動(dòng)停止。 （ 4） 電子齒輪模式 ? 在電子齒輪模式下，主機(jī)只需設(shè)置一個(gè)運(yùn)動(dòng)參數(shù)，即電子齒輪減速比，這是一個(gè)帶符號(hào)的 32位二進(jìn)制數(shù)，范圍為 –16?384至 16?383(65?535/65?536)。速度設(shè)定值必須為正值，運(yùn)動(dòng)方向由加速度的符號(hào)確定，即正加速度產(chǎn)生正向運(yùn)動(dòng)，而負(fù)加速度則產(chǎn)生負(fù)向運(yùn)動(dòng)。 （ 1） S曲線模式控制曲線 （ 2）梯形曲線控制 1．閉環(huán)控制下的四種運(yùn)動(dòng)控制模式 （ 3） 速度跟蹤模式 ? 在該模式下，由主機(jī)設(shè)定額定加速度和最大速度兩個(gè)參數(shù)。 ? 1．閉環(huán)控制下的四種運(yùn)動(dòng)控制模式 ? 2．運(yùn)動(dòng)控制器的速度控制 ? 3．控制器運(yùn)動(dòng)軸的控制 ? 4．工作參數(shù)的設(shè)置和刷新 ? 5．軸運(yùn)動(dòng)錯(cuò)誤監(jiān)測(cè)和狀態(tài)恢復(fù) ? 6．軸位置高速捕獲 ? 7．控制器中斷 ? 8．電動(dòng)機(jī)輸出 ? 9．邏輯 I/O控制 ? 10． GM400運(yùn)動(dòng)控制器軟件編程 1．閉環(huán)控制下的四種運(yùn)動(dòng)控制模式 ? 一旦設(shè)定當(dāng)前軸為 S曲線模式 ，該控制軸將保持這種控制模式，直到調(diào)用其他運(yùn)動(dòng)控制模式命令才能將其改變。閉環(huán)控制是運(yùn)動(dòng)控制器的默認(rèn)方式，開(kāi)環(huán)控制直接輸出控制信號(hào)。 運(yùn)動(dòng)控制器的控制模式和參數(shù)由上級(jí)計(jì)算機(jī)設(shè)定， GM400根據(jù)主機(jī)發(fā)送的命令決定采用何種加、減速控制曲線和數(shù)字濾波算法。運(yùn)動(dòng)控制器的目標(biāo)位置由上級(jí)計(jì)算機(jī)設(shè)定，通過(guò)內(nèi)部計(jì)算得到位置誤差值，經(jīng)過(guò)數(shù)字伺服濾波器后，送到數(shù)模轉(zhuǎn)換 (DAC)或脈寬調(diào)制器 (PWM)硬件處理電路，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換，最后輸出伺服電動(dòng)機(jī)的控制信號(hào)，即 177。運(yùn)動(dòng)控制器通過(guò)四倍頻及加、減計(jì)數(shù)器得到實(shí)際位置。 基于 PC(總線 )技術(shù)的運(yùn)動(dòng)控制(卡 )器 ? 運(yùn)動(dòng)控制卡的功能都為對(duì)運(yùn)動(dòng)軸的開(kāi)、閉環(huán)控制。主機(jī)的地址信號(hào)線一方面經(jīng)地址譯碼后作為 LM628的片選信號(hào)，另一方面用來(lái)作為 LM628指令口或數(shù)據(jù)口操作的選擇信號(hào)。在位置控制方式下，主機(jī)把伺服系統(tǒng)的加速度、最高速度和最后位置通過(guò) LM628的用戶指令發(fā)送給 LM628， LM628則按照規(guī)定的曲線控制伺服電動(dòng)機(jī)以規(guī)定的加速度運(yùn)動(dòng)到最高速度，然后以該速度恒速運(yùn)動(dòng)到減速點(diǎn)，接著以負(fù)加速度開(kāi)始減速直到電動(dòng)機(jī)到達(dá)目標(biāo)位置停止。 (4) 在運(yùn)行中計(jì)算實(shí)際位置和理論位置 (由速度發(fā)生器產(chǎn)生的位置 )的差值，并把該差值經(jīng) PID數(shù)字濾波器處理后輸出，經(jīng)外接 D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換和功率放大，最后驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)。不論位置控制還是速度控制都需要有速度曲線發(fā)生器產(chǎn)生梯形速度分布圖。 (1) 接受主機(jī)發(fā)送來(lái)的運(yùn)動(dòng)控制指令，把運(yùn)動(dòng)控制器當(dāng)前的狀態(tài)及數(shù)據(jù)送給主機(jī)。只要用一片 LM628和其他一些功能器件就可構(gòu)成一個(gè)伺服系統(tǒng)。 基于計(jì)算機(jī) (微處理器 )和芯片的運(yùn)動(dòng)控制器設(shè)計(jì) ? LM628專用運(yùn)動(dòng)控制芯片實(shí)際上是一個(gè)具有專門用途的單片機(jī)，用來(lái)控制以增量式編碼器為位置反饋元件的各種直流或無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)伺服系統(tǒng)或其他伺服系統(tǒng)，具有很強(qiáng)的實(shí)時(shí)運(yùn)算能力。對(duì)于伺服電動(dòng)機(jī)位置閉環(huán)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，運(yùn)動(dòng)控制器主要完成了位置環(huán)的作用，可稱為數(shù)字伺服運(yùn)動(dòng)控制器，適用于包括機(jī)器人和數(shù)控機(jī)床在內(nèi)的一切交、直流和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)伺服控制系統(tǒng)。這兩種形式的運(yùn)動(dòng)控制器內(nèi)部都集成了機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制所需的許多功能，有專用的開(kāi)發(fā)指令，所有的控制參數(shù)都可由程序設(shè)定，使機(jī)器人的控制變得簡(jiǎn)單，易實(shí)現(xiàn)。這兩種形式的伺服運(yùn)動(dòng)控制器控制方便靈活，成本低， 都以通用 PC機(jī)為平臺(tái)，借助 PC機(jī)的強(qiáng)大功能來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制。 伺服運(yùn)動(dòng)控制器的功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)伺服電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制，包括力、位置、速度等的控制。 ? 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)一般用在開(kāi)環(huán)伺服系統(tǒng) 中，這種系統(tǒng)沒(méi)有位置反饋裝置，控制精度相對(duì)較低，適用于位置精度要求不高的機(jī)器人中； 交、直流伺服電動(dòng)機(jī)用于閉環(huán)和半閉環(huán)伺服系統(tǒng) 中，這類系統(tǒng)可以精確測(cè)量機(jī)器人關(guān)節(jié)和末端執(zhí)行器的實(shí)際位置信息，并與理論值進(jìn)行比較，把比較后的差值反饋輸入，修改指令進(jìn)給值，所以這類系統(tǒng)具有很高的控制精度。電氣驅(qū)動(dòng)無(wú)環(huán)境污
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