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機(jī)械臂沿著期望軌跡抓取或者移動(dòng)就是靠六個(gè)關(guān)節(jié)的電機(jī)共同配合來(lái)完成的。提高每個(gè)電機(jī)的位置伺服控制精度，就可以改善整個(gè)機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，更有效地跟蹤期望的軌跡。當(dāng)前國(guó)內(nèi)對(duì)模塊化機(jī)械臂的研究重點(diǎn)主要是硬件設(shè)計(jì)伺服電機(jī)浙江直流伺服電機(jī)價(jià)格、批發(fā)、代理、軟件設(shè)計(jì)及算法仿真，而對(duì)提高單個(gè)電機(jī)位置伺服控制精度的研究則比較少。本文通過實(shí)際的電機(jī)調(diào)試，終設(shè)計(jì)了一套實(shí)現(xiàn)高精度位置伺服的控制方法。主要工作有：1.分析了當(dāng)前國(guó)內(nèi)外模塊化機(jī)械臂研究的現(xiàn)狀，闡述了控制的關(guān)鍵問題和對(duì)其擬采用的辦法。介紹了模塊化設(shè)計(jì)、控制 富聯(lián)朝登陸系統(tǒng)、PID算法、CAN總線、直流電機(jī)、PWM原理、DSP等相關(guān)知識(shí)背景。2.針對(duì)模塊化機(jī)械臂的關(guān)節(jié)，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)硬件，編寫了軟件并測(cè)試驗(yàn)證其有效性。實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的速度伺服和位置伺服控制功能。本系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)器由TMS320LF2407型號(hào)的DSP和外圍電路構(gòu)成，關(guān)節(jié)模塊的動(dòng)力設(shè)備是直流伺服電機(jī)。3.為了保證模塊化機(jī)械臂沿著指定軌跡運(yùn)行時(shí)的平穩(wěn)性、作業(yè)精確性，提出了一個(gè)在50毫秒內(nèi)跟蹤到指定位置的問題。通過實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了一種現(xiàn)象：當(dāng)系統(tǒng)固定的情況下，對(duì)于同樣的PID參數(shù)，系統(tǒng)在任何階躍信號(hào)作用下的上升時(shí)間都是固定的，而且在這段時(shí)間內(nèi)，曲線近似于直線；更進(jìn)一步地，當(dāng)系統(tǒng)固定的情況下，對(duì)于同樣的PID參數(shù)，系統(tǒng)在任何分段常量信號(hào)作用下的跳變時(shí)間都是固定的，而且在這段時(shí)間內(nèi)，曲線.根據(jù)上面的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象設(shè)計(jì)了一套實(shí)現(xiàn)高精度位置伺服的控制方法，在PID控制算法的調(diào)節(jié)時(shí)間之內(nèi)，找到了速度的可控時(shí)間區(qū)域，實(shí)現(xiàn)了對(duì)速度的有效控制。實(shí)際的電機(jī)調(diào)試證明，設(shè)計(jì)的程序可以控制電機(jī)在50ms內(nèi)同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)速度和位置的精確控制，速度變化平滑，與理想構(gòu)思相吻合，達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。由于機(jī)械臂的模塊化設(shè)計(jì)，高質(zhì)量的程序可以移植到其他設(shè)備上，減少了成本和開發(fā)周期。
