基于CAN总线液压喷漆机器人控制系统设计与实现.pdf

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基于CAN总线液压喷漆机器人控制系统设计与实现pdf,基于CAN总线液压喷漆机器人控制系统设计与实现
92 《机床与液压》2003.N0.6 做具体推导,根据参考文献[4资料,不考虑干扰的 DA转换 驱动器 液压缸 单片机系统 作用得系统仿真方框图如图9所示 4400 458329 D转换 1传感器 s2+96s+144090 s3+2Ts2+4583295 Step PID Controller 图7单关节控制系统原理图 ④驱动模块。驱动模块主要负责接受89C52的 控制信号,来驱动伺服阀。驱动模块的核心部件为 图9单通道系统仿真框图 DAC1230,其为12位的DA转换器,由外部参考电 在没有加PI控制算法情况下,仿真曲线如图 源供电。 10所示,从图中可以看出系统在开始时振荡剧烈, 程序开始 超调量达到4.6%,调节时间t,=0.395s,不能满足 控制要求。采用PID控制,选择合适的PI参数, 单片机复位 关节分段位移量 仿真曲线如图11所示,系统为过阻尼系统,没有超 位移为零?> 调,调节时间t,=0.15s。由以上两图可以看出,采 电位计调零 关节复位 用了PID控制系统的品质得到了明显的改善,满足 控制要求 和上位机通讯 计算当前 PI参数 给出提示 1.5 上传或下载 通讯正常 输出控制信号 上位机命令 到达位置? 05 05 15 05 15 [接受数据 返回 图10未加PID仿真曲线图11加PID后的仿真曲线 系统仿真表明该控制算法简单,减少了下位机的 <据正确 请求数据重发 运算负担,达到设计要求 5结论 基于CAN总线的并行单片机控制系统具有结构 简单、安装方便、性能价格比高等优点。基于CAN 结束 总线控制系统的并行单片机系统的机器人控制器,使 系统实现了双速率运行,同时满足了系统对计算时间 和液压伺服系统控制频率的要求。仿真表明本控制方 结東 案可行、正确、控制系统达到预期的设计要求,并为 下位机的复杂控制奠定了基础,同时CAN总线与伺 图8下位机程序流程图 服控制器集成为液压系统的实时控制和大功率机器人 由以上的89C52、数据采集模块和驱动模块共同驱动部件的研究奠定了基础。 组成了单关节机器人控制系统,其控制原理框图如图 参考文献 7所示 1】邬宽明.CAN总线原理和应用系统设计.北京航空航 (3)下位机程序流程图 天大学出版社,1996.11 由于下位机的主要任务是控制伺服阀,而伺服阀 是液压伺服系统的核心,因此控制策略好坏和电路的 【2】阳小燕,周国荣,陈新.基于DSP的GR一Ⅱ机器 性能直接决定了机器人的控制性能。 人控制器.中南工业大学学报,2001.32(8) 下位机的程序流程图如图8所示。 3】李华.MCS-51系列单片机实用接口技术.北京航 系统的参数根据不同的算法不同,目前采用PID 空航天大学出版社,1993.8 控制,主要是计算PID参数 4】刘长年.液压伺服系统优化设计理论.冶金工业出版 4系统仿真 社,1989.8 由图2可以看出,系统的动力机构为阀控液压缸 收稿时间:2002-11-15 和阀控液压马达,下面对单通道阀控非对称液压缸进 行建模和奕吋拷垆真。由于篇幅有限,系统建模不

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