伺 服 助 力 機(jī) 械 手 的 系 統(tǒng) 控 制 原 理

助力機(jī)械手是一種能自動(dòng)化定位控制并可重新編程序以變動(dòng)的多功能機(jī)器，它有多個(gè)自由度，可用來(lái)搬運(yùn)物體以完成在各個(gè)不同環(huán)境中工作。在我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展由高速度向高質(zhì)量轉(zhuǎn)變的過(guò)程中，助力機(jī)械手的使用已經(jīng)越來(lái)越普及。

我司生產(chǎn)的各型伺服助力機(jī)械手系統(tǒng)控制原理：整個(gè)系統(tǒng)由高性能單片機(jī)、功率放大模塊、通訊模塊、濾波電路模塊等組成。其中高性能單片機(jī)主要負(fù)責(zé)控制算法的計(jì)算，功率放大模塊實(shí)現(xiàn)PWM信號(hào)的放大及電機(jī)的過(guò)流保護(hù)，濾波放大電路模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)末端操作器和壓力傳感器信號(hào)處理，通訊模塊負(fù)責(zé)與上位機(jī)進(jìn)行通訊。

在控制系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中，用單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器產(chǎn)生周期為5ms的時(shí)間中斷，以便使采樣時(shí)間任務(wù)由就緒狀態(tài)進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)，在采樣時(shí)間任務(wù)中，通過(guò)正交編碼計(jì)數(shù)器，經(jīng)過(guò)辨向，得到電機(jī)當(dāng)前速度和位置，然后通過(guò)位置及速度閉環(huán)算法得到應(yīng)該所要求輸出的控制量，即PWM占空比，經(jīng)過(guò)功率放大，以驅(qū)動(dòng)電機(jī)。在這個(gè)過(guò)程中驅(qū)動(dòng)模塊的電流采樣環(huán)節(jié)對(duì)電機(jī)的電流進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測(cè)，當(dāng)電流超過(guò)規(guī)定值時(shí)，電流截止保護(hù)電路會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的信號(hào)來(lái)關(guān)閉驅(qū)動(dòng)模塊以保護(hù)電動(dòng)機(jī)，單片機(jī)通過(guò)中斷對(duì)末端操作器的命令進(jìn)行檢測(cè)，以實(shí)時(shí)的響應(yīng)來(lái)自末端操作器的各種命令，并做出應(yīng)答。