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码垛机器人腰关节实验及分析

时间：2017-09-12 来源：机器人在线阅读：9339

码垛机器人腰关节实验及分析

第五章实验及分析

5.1实验设备及参数

本文对交流电机伺服控制系统进行了合理的硬件设计和软件设计，下面需要通过一系列的实验来验证本文的交流伺服控制系统的硬件设计和软件设计的正确性。

本系统的实验平台主要包括以下几个部分:以DSP为核心的控制板、驱动板、显示板，辅助电源，仿真器，交流伺服电机，如图s.1所示;本文使用的交流伺服电机是ASMC 13L22CAK，电机参数如表5.1所示。

在实验过程中用到两台示波器，分别是:示波器1和示波器2，如图5.1 (c),(d)所示，示波器1用来测量U, V相电流值，示波器2用来测量PWM波形。

5.2实验结果及分析

本系统使用的是空间矢量脉宽调制技术，通过六路PWM波来控制三相功率逆变器的六个功率开关元件的通断，使其输出的电流波形接近理想的正弦波形。将编程后的程序通过仿真器下载到控制板上运行程序，产生如图_5.2所示的为两相上下桥臂的PWM波，逆变器的开关状态通过PWM波经过光电隔离和功率放大的控制得到一相电压驱动信号。可以发现上、下桥臂互补，并且为了上下桥臂互通还插入了死区时间。实验中PWM波形采集自U相电压上下桥臂的互补输出，电流采集的是来自AD的U相和V相电流。

实验二:程序中给定初始占空比System.Vq为0.1，达到稳态后，使用按键调节占空比，每次增加0.1达到稳态后继续增加，直至0.9为止。测出实验调速的波形图如图_5 ._5所示。速度闭环的实现详见附录B;定时器1下溢中断服务程序的case4，编码器速度闭环，实现速度的闭环控制。

通过实验一的实验结果可以看出，系统在给定转速为880r/min时，转速的上升时间大约为0.3s，之后转速稳定在给定值。

通过实验二的实验结果可以看出，系统在运行过程中的转速跟随性能良好，如图_5._5所示，当不断增加转速给定值后，电机转速能够很快地跟随给定值，并一直稳定在这个给定值上。

综上所述，本文所设计的伺服电机控制系统不仅能够实现调速的要求，而且速度跟随性良好。从电流图中可以看出，波形较接近理想正弦波，逆变效果较好，满足控制需求。从示波器显示图中可以看出电流的频率周期和PWM信号周期，与转速的变化呈正相关关系，由图_5.6和图_5.7所示，当系统进入编码器闭环调速状态，并且速度稳定后，其由AD采样的电流输出波形与PWM输出波形亦保持良好的稳定性。综上可判断本系统实现了闭环调速，且性能良好。

5.3本章小结

本章通过搭建好的实验平台对伺服驱动系统的硬件设计和软件设计进行了实验验证，并且从实验结果来看本文所设计的交流伺服电机控制系统具有较好的性能，可以满足一般工程的基本要求，并且为以后进一步对驱动系统的优化以及整个系统的深入研究打下基础。码垛机器人