伺服控制智能助力機(jī)械手應(yīng)用及系統(tǒng)功能分析
提升系統(tǒng)采用微操作力控制方式。提升系統(tǒng)的微操作力控制原理是僅僅利用末端操作器檢測操作者施加的微操作力,通過在線的實(shí)時(shí)處理,及時(shí)響應(yīng)操作者的上下動作,大大降低慣性,延展操作者的手臂,這是提升系統(tǒng)的指尖控制調(diào)節(jié)模式,其控制原理方框圖如圖五所示。為了實(shí)現(xiàn)負(fù)載位置的精細(xì)移動調(diào)節(jié),設(shè)置了提升系統(tǒng)的微調(diào)模式,即利用按鈕開關(guān)實(shí)現(xiàn)負(fù)載重物的位置微小調(diào)節(jié),每次移動速度能達(dá)到0.5mm/s,實(shí)現(xiàn)位置精確調(diào)節(jié)。4)提升系統(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 信號的放大及電機(jī)的過流保護(hù),濾波放大電路模塊實(shí)現(xiàn)對末端操作器和壓力傳感器信號處理,通訊模塊負(fù)責(zé)與上位機(jī)進(jìn)行通訊。系統(tǒng)控制原理如圖六所示。在系統(tǒng)運(yùn)行的過程中,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,通過正交編碼計(jì)數(shù)器,經(jīng)過辨向,得到電機(jī)當(dāng)前速度和位置,然后通過位置及速度閉環(huán)算法得到應(yīng)該所要求輸出的控制量,即PWM 占空比,經(jīng)過功率放大,以驅(qū)動電機(jī)。在這個(gè)過程中驅(qū)動模塊的電流采樣環(huán)節(jié)對電機(jī)的電流進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測,當(dāng)電流超過規(guī)定值時(shí),電流截止保護(hù)電路會產(chǎn)生相應(yīng)的信號來關(guān)閉驅(qū)動模塊以保護(hù)電動機(jī),單片機(jī)通過中斷對末端操作器的命令進(jìn)行檢測,以實(shí)時(shí)的響應(yīng)來自末端操作器的各種命令,并做出應(yīng)答。
5)信號采集處理
信號采集模塊主要任務(wù)接受處理末端操作器信號并將處理后的信號傳遞給上位機(jī),避免控制信號在傳遞過程中受其他噪聲信號的干擾。
末端操作器中的滑動式電位計(jì)采用DC 供電,電位計(jì)信號通過二階低通濾波器處理,去除噪聲信號的干擾??刂崎_關(guān)信號經(jīng)過光電隔離電路與下位機(jī)I/O 連接,去除噪聲信號對開關(guān)信號的干擾。信號采集處理原理如圖七四、應(yīng)用領(lǐng)域?qū)嵗?br />
在實(shí)際應(yīng)用中,不同領(lǐng)域配備不同的專用夾具。(end)
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