电机与控制学报
電機與控製學報
전궤여공제학보
ECTRIC MACHINES AND CONTROL
2013年
8期
91-99
,共9页
张奇%谢宗武%刘宏%蔡鹤皋
張奇%謝宗武%劉宏%蔡鶴皋
장기%사종무%류굉%채학고
现场可编程门阵列%矢量控制%软硬件编程%关节控制器
現場可編程門陣列%矢量控製%軟硬件編程%關節控製器
현장가편정문진렬%시량공제%연경건편정%관절공제기
field-programmable gate arrays%vector control%software/hardware co-design%joint controller
为了提高机器人关节控制的性能,设计了一套基于现场可编程门阵列(FPGA)软硬件编程方法的模块化关节控制器.在控制器中,传感器采集和电流矢量控制采用标准硬件描述语言VHDL编写以提高电流控制的带宽,电流控制周期为50μs.机器人关节控制律在NiosⅡ处理器中以C语言实现,控制周期为200μs.自顶向下的层次化设计方法应用于矢量控制知识产权(IP)核设计,并给出矢量控制中的坐标变换、PI调节算法等功能模块的数据流图,整个矢量控制计算耗时3.48μs.该关节控制器应用到7自由度机器人中.实验结果表明,关节位置和电机力矩跟踪效果较好,且控制器对机器人构型不敏感.
為瞭提高機器人關節控製的性能,設計瞭一套基于現場可編程門陣列(FPGA)軟硬件編程方法的模塊化關節控製器.在控製器中,傳感器採集和電流矢量控製採用標準硬件描述語言VHDL編寫以提高電流控製的帶寬,電流控製週期為50μs.機器人關節控製律在NiosⅡ處理器中以C語言實現,控製週期為200μs.自頂嚮下的層次化設計方法應用于矢量控製知識產權(IP)覈設計,併給齣矢量控製中的坐標變換、PI調節算法等功能模塊的數據流圖,整箇矢量控製計算耗時3.48μs.該關節控製器應用到7自由度機器人中.實驗結果錶明,關節位置和電機力矩跟蹤效果較好,且控製器對機器人構型不敏感.
위료제고궤기인관절공제적성능,설계료일투기우현장가편정문진렬(FPGA)연경건편정방법적모괴화관절공제기.재공제기중,전감기채집화전류시량공제채용표준경건묘술어언VHDL편사이제고전류공제적대관,전류공제주기위50μs.궤기인관절공제률재NiosⅡ처리기중이C어언실현,공제주기위200μs.자정향하적층차화설계방법응용우시량공제지식산권(IP)핵설계,병급출시량공제중적좌표변환、PI조절산법등공능모괴적수거류도,정개시량공제계산모시3.48μs.해관절공제기응용도7자유도궤기인중.실험결과표명,관절위치화전궤력구근종효과교호,차공제기대궤기인구형불민감.
