精密运动控制器LM628的应用设计

机电一体化专业论文题目选题参考1、基于虚拟原型的机电一体化建模与仿真技术研究2、基于实验教学的机电一体化研究3、MEMS加速度计与读出电路的研究4、基于LM628的运动控制器的技术研究5、基于机械手搬运系统模块的设计6、机电一体化精确定位装置及其控制系统设计7、空间机械臂机电一体化关节的仿真与设计8、基于SolidWorks&LabVIEW的机电一体化技术研究9、机电一体化新型旋转式海流计设计与开发应用10、橡塑工业循环温控技术机电一体化的设计应用11、人民币防伪鉴真机电一体化设计实验探索12、高职机电一体化专业项目驱动课程体系研究13、工业机器人在智能装备中的应用与发展趋势14、智能家居系统中的机电一体化技术研究与设计15、机电一体化在新能源汽车动力系统中的应用16、基于工业4.0的智能制造技术与机电一体化比较17、机电一体化技术在智能仓储系统中的研究18、机电一体化在航空航天领域的发展与应用19、自动化生产线上在机电一体化中的应用20、机电一体化技术在现代农业中的应用与发展21、智能医疗卫生中的机电一体化研究22、电动汽车动力总成在机电一体化技术中的研究23、机械加工工艺规程和专用夹具设计24、液压泵盖机械加工工艺规程和加工外圆夹具设计25、液压缸的结构及机械加工工艺分析26、机电一体化的创新设计自动化理论与技术研究27、机电一体化系统方案生成及研究28、伺服电机驱动的机电及机电液一体化压力机研究29、机电一体化专业物理课程内容设置研究30、新型开关磁阻平面电机的建模及控制31、带电清扫机器人液压自动调平系统的设计与研究32、机电一体化特技运动模型对电影影像真实感营造研究33、浅析滚动轴承的加工工艺34、传动轴的加工工艺及夹具设计35、壳体零件机械加工工艺及工艺装备设计36、轴类零件加工工艺及夹具设计37、活塞工艺夹具设计38、凸轮轴零件工艺规程设计39、某专用机械传动系统设计40、某轻工产品加工机器设计41、典型机床维修技术42、冲床自动送料机同步控制研究43、基于虚拟原型的机电一体化设计技术研究44、LED关键应用技术研究45、浅谈自动化机床的故障排除技术46、浅论车削加工中的振动与控制47、浅论三相异步电动机的机械特性、启动、制动与调速48、发动机出现异响的原因与排除49、试析模具的制造及CAD/CAE技术的应用50、关于电动机再起动技术的几点认识51、滚动轴承的润滑方式52、汽油发动机润滑系统故障处理53、简述汽车电控发动机维修方法54、超精密数控车床关键部件的设计55、带式二级圆锥圆柱齿轮减速器设计56、带式输送机的PLC控制57、花生去壳机毕业设计58、活塞结构设计与工艺设计59、矿井水仓清理工作的机械化60、普通卧式车床数控改造61、洗衣机机盖的注塑模具设计62、凸轮轴零件工艺规程设计63、箱体类零件三维造型及数控加工程序设计64、自动洗衣机行星齿轮减速器的设计65、××县农机化发展现状及对策66、机械化保护性耕作技术及推广措施67、液压油的选择与使用注意事项68、对农机安全监理工作的思考69、电气工程训练与电工电子技术应用70、浅析ＰＬＣ控制的多电机同步系统71、某农产品加工机器设计72、典型机床维修技术73、圆锥－圆柱齿轮减速器的设计74、数控机床的现状及发展趋势75、数字化制造技术现状与发展趋势76、机电一体化技术在办公自动化设备中的应用77、数控机床故障的诊断研究78、铣削加工过程中过切与欠切现象的形成原因及控制方法79、数控车削加工工艺分析之我见80、高速免耕播种机单体设计与试验研究81、密闭空间中云台及其快换系统的研发82、装配式建筑成本影响因素分析与优化研究83、土高精度大屏幕LED日历时钟84、楼宇智能监控系统85、LCD数字显示体温计86、数控车床某一种故障分析与维修维护技术87、立体停车库液压抱持式搬运器的研发88、重载工业机械臂数据逻辑攻击及检测研究89、液压挖掘机工作装置机液仿真研究90、石油机电事故影响因素与技术管理要点略述91、数控机床机械加工效率的改进方法研究92、高速公路机电工程施工质量及控制策略研究93、PLC技术在变电站电容器控制中的应用分析94、机电一体化技术在地质勘探工程中的应用95、旱田移栽机机械手自动喂苗系统96、机械设计制造及其自动化的应用研究97、数控机床常见故障的分类及常规处理分析98、浅谈汽车上装载的自动变速器99、新能源汽车线控转向系统驱动电路设计100、高速精密电主轴轴承的动态特性分析与试验101、浅谈现代机械制造技术及其发展102、钻井常见复杂情况机理分析与数据库设计103、齿轮箱振动信号频谱分析与故障诊断104、数控枪钻机床-总体及钻削系统设计105、电驱动钻机用新型齿轮传动绞车设计106、固定型液体驱动射流泵采油装置设计107、海洋钻井平台钻杆自动排放及移动运系统设计108、十字路口交通信号灯的PLC控制程序设计109、气体驱动射流泵采油装置设计110、无杆往复地下抽油机结构设计111、基于PLC的打包机控制系统112、基于PLC的电机顺序控制系统的改造114、四层电梯教学模型PLC控制系统的设计115、PLC控制的花样喷泉系统设计116、基于PLC的X62W型卧式万能铣床润滑系统设计117、基于PLC的电梯控制系统设计118、PLC控制的三相异步电动机正反转控制119、基于PLC的智能车库门控制系统设计120、PLC在数控机床控制系统中的应用121、基于PLC的机械手分选大小球的自动控制122、基于PLC的摇臂转床控制系统设计123、PLC在电梯自动化控制中的应用124、PLC在城市道路交通信号控制中的应用125、自动送料车系统PLC控制设计126、万能外圆磨床液压系统设计127、挖掘机液压系统设计128、液压全自动步进上料机构的设计129、自动售货机的PLC系统设计130、PLC对普通车床的电气改造设计131、PLC在变频调速恒压供水系统中应用132、机电液一体化技术在工程机械设备中的应用133、数控加工中心零件加工的程序设计134、机电一体化技术在家用电器的应用与发展135、论述机电行业网络化制造技术的应用及发展趋势136、液压油的选择与使用注意事项137、浅谈自动化机床的故障排除技术138、发动机出现异响的原因与排除139、PLC在景杆和灯杆控制系统中的应用140、大型商厦观光电梯的电气控制系统设计141、PLC控制直列式加工自动线142、小型立体仓库电气控制系统的设计144、基于PLC的自动送料小车控制设计145、霓虹灯广告屏装置PLC控制梯形图的设计与调试146、基于工控机和PLC设计喷油泵实验台监控系统147、自动售货机的PLC系统设计148、工业机械手模型基于PLC的控制系统软硬件设计149、PLC对普通车床的电气改造设计150、电梯的PLC控制系统设计151、五层五站电梯PLC控制152、PLC在变频调速恒压供水系统中应用153、PLC在景杆和灯杆控制系统中的应用154、大型商厦观光电梯的电气控制系统设计155、PLC控制直列式加工自动线156、小型立体仓库电气控制系统的设计157、基于PLC的自动送料小车控制设计158、霓虹灯广告屏装置PLC控制梯形图的设计与调试159、基于工控机和PLC设计喷油泵实验台监控系统160、自动售货机的PLC系统设计161、出租车计价器工作机理分析与改进162、某模拟点名器工作机理分析与改进163、十字路口交通灯控制系统机理分析与改进164、电梯自动控制系统机理分析与改进165、抢答器控制系统机理分析与改进166、花盆缺水报警器系统机理分析与改进167、简易电子时钟工作机理分析与改进168、变频器在数控机床上的应用与分析169、多种数控加工技术综合应用的研究170、某活塞加工工艺的分析及其典型夹具的CAD改进171、注塑模具闹钟后盖设计172、CA6140车床主轴箱的设计173、蔬菜切丝机的设计174、PLC在高楼供水系统中的应用175、乘客电梯的PLC控制176、电动自行车调速系统的设计177、知识竞赛抢答器设计178、自动洗衣机行星齿轮减速器的设计179、测力传感器的设计180、鱼缸水温控制系统的设计181、现代家居配电设计探讨182、自动售货机的设计183、液压缸的结构及机械加工工艺分析184、浅析滚动轴承的加工工艺185、大功率柴油发动机拉缸故障原因分析与使用维护186、浅谈汽车电控发动机起动故障的诊断与排除187、关于自动封口包装机光感传感器的分析188、水泵机械密封的渗漏原因与解决措施189、空调冷热源方案的选择及分析190、浅谈我国机械制造业的信息化191、电力电子技术在电力系统中的应用192、传动轴的加工工艺及夹具设计193、壳体零件机械加工工艺及工艺装备设计194、轴类零件加工工艺及夹具设计195、新型数控车床电气控制设计196、基于数控机床的PLC技术的研究197、单片机在数控机床上的应用与研究198、PLC控制的抢答器设计199、基于PLC十字路口信号灯控制系统设计200、PLC控制的自动存包柜设计。

运动控制器的应用现状及其发展趋势内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、数控系统、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展.1运动控制器的应用现状运动控制器越来越广泛地应用于各个行业的自动化设备，如数控机床、雕刻机、切割机、钻孔机、印刷机、冲孔机、激光雕刻、激光切割、包装机、纺织机、食品加工、绘图机、点胶机、焊接机、电子装配白动检测等，甚至在航空航天和国防领域也得到广泛应用。

根据所用的CPU不同，运动控制器产品主要有以下五种类型：（1）以单片机（MCU）为核心的运动控制器，低端采用8位或16位的单片机作为处理器，其主要优点是价格比较低廉，缺点是运行速度较慢，控制精度较低。

因此这种运动控制器适用于一些低速或运动控制精度要求不高的点位运动或轮廓运动控制的自动化设备。

（2）以专用芯片为核心的运动控制器，美国国家半导体公司生产的LM628和LM629专用运动控制芯片，日本的NOVA生产的MCX304、MCX501等运动控制芯片是专门为精密控制步进电机和伺服电机而设计的专用处理器，产品应用于数控机床、雕刻机、工业机器人、医用设备、绕线机、自动仓库、绘图仪、点胶机、IC制造设备等领域。

（3）以数字信号处理器（DS）为核心的运动控制器，美国DeltaTau公司生产的PMAC 运动控制器，采用Motorola的DSP56003作为处理器。

国内的基于DSP的运动控制器，通常以美国TI公司推出的C2000系列，例如TMS320F2812和TMS320F28335作为运动控制器的核心芯片。

（4）基于SOPC技术的运动控制器，System-on-a-Programmable-Chip（SOPC），即可编程片上系统，这种运动控制器主要有两种类型：基于FPGA嵌入IP硬核的SOPC系统和基于FPGA嵌入IP软核的SOPC系统，如Altera公司推出的采用了哈佛结构、具有32位指令集成的第二代片上可编程的软核和硬核处理器。

基于智能导轨的机械手臂运动控制策略设计智能导轨是一种新兴的技术，它结合了导轨和智能控制系统，为机械手臂运动提供了更高的精度和可靠性。

基于智能导轨的机械手臂运动控制策略设计，旨在实现机械手臂自动化、精准、高效的运动。

1. 系统概述基于智能导轨的机械手臂运动控制系统由导轨、机械手臂、传感器和控制器组成。

导轨为机械手臂提供稳定的运动平台，传感器用于感知周围环境和机械手臂的姿态，控制器根据传感器数据制定运动策略并控制机械手臂的运动。

2. 运动控制策略设计流程（1）姿态识别：利用传感器获取机械手臂当前的姿态信息，包括位置、角度和速度等。

（2）路径规划：根据目标位置和姿态，通过规划算法确定机械手臂的运动路径，包括直线运动和曲线运动。

（3）轨迹生成：利用导轨的控制系统生成机械手臂的运动轨迹，并将其转化为导轨的运动指令。

（4）运动控制：将导轨的运动指令传送给控制器，控制机械手臂按照指定的轨迹运动。

3. 控制策略设计要点（1）机械手臂的控制方式：可以采用位置控制、速度控制或力控制等方式。

根据具体应用需求选择合适的控制方式。

（2）动态补偿：考虑机械手臂运动时的惯性、摩擦等因素，设计合适的动态补偿算法，提高运动的精确性和稳定性。

（3）碰撞检测与避免：通过传感器实时监测机械手臂与周围环境的距离和位置，设计碰撞检测与避免算法，避免机械手臂与障碍物的碰撞。

（4）系统故障检测与容错：设计故障检测与容错机制，及时发现和排除机械手臂运动中可能出现的故障，保证系统的稳定性和可靠性。

4. 实验验证与应用展望在实验中，可以通过运动轨迹的可视化展示和精度检测来验证基于智能导轨的机械手臂运动控制策略的有效性。

此外，将该技术应用于工业生产线和仓储物流等领域，可以提高生产效率和物流的自动化水平。

总之，基于智能导轨的机械手臂运动控制策略设计可以实现机械手臂自动化、精准、高效的运动。

通过姿态识别、路径规划、轨迹生成和运动控制等步骤，可以设计出稳定可靠的控制策略。

集成电路LM628是专用的运动控制处理器，是为使用增量式编码器作位置反馈的各种直流或无刷直流伺服电动机伺服系统或其他伺服机构而设计的，它能为先进的运动控制提供强大的实时运算能力。

为便于与上级主机的连接而提供了便利的高级指令集。

LM628的制作采用NMOS结构和28脚双列直插式封装，一片LM628电路和一个D/A转换器、一个功率放大器、一台直流电动机、一个增量编码器就可构成一个伺服系统（见图13.31）。

单片运动控制器LM628概述LM628实际是一个为专门用途设计的单片机，其特点可作如下描述：(1) 32bit的位置、速度、加速度寄存器；(2) 16bit的可编程数字PID滤波器；(3)可编程微分采样间隔；(4) 8bit或12bitD/A转换器输出数据；(5)内部梯形速度图发生器；(6)速度、目标位置和滤波器参数在运动过程中可以改变；(7)可选择位置或速度控制方式；(8)实时可编程的主计算机中断；(9) 8bit并行异步主计算机中断；(10)与增量式编码器的接口。

在上述硬件和软件特性的支持下，LM628执行如下功能：(1)接受主机的指令和向主机提供状态和数据；(2)执行梯形速度图的计算和数字滤波，不论是LM628设置为位置控制还是速度控制方式，梯形速度图发生器计算出需要的梯形速度分布图；(3)利用增量编码器反馈实际位置；(4)在运行中进行预定位置（速度图发生器计算的位置）与实际位置的减法运算，此位置误差经数字PID滤波器处理后输出，由外接D/A转换器和功率放大，驱动电动机到达预定位置。

LM628的引脚LM628采用28引脚双列直插式封装，其各引脚功能简述如下：1(IN)：接收从增量编码器来的标记(index)亦即零位信号。

2和3(A、B)：接收从增量编码器来的两个正交信号。

当电动机正转时，2脚信号应超前于3脚信号90。

4～11(DO～D7)：连接主计算机或主处理器的I/O口。

利用CS（12脚）、PS（16脚）、RD （13脚）和WR（15脚）可向LM628写入指令和数据，或从LM628'读出状态字节和数据。

基于LM629的机械手关节电机控制器设计∗廉春原;张永春;王雁平【摘要】A controller of brushless DC motor used to drive manipulator joints is designed.The controller adopts single-chip computer and motion control chip LM629 as core of hardware and fuzzy PID algorithm as control strategy to realize the position control of motor.The paper gives the hardware structure chart,the principle of the algorithm and the software flowcharts.The operating experiments show that the controller provides good precision and anti-interference,and is more flexible and cost-effective compared with tradi-tional manipulator control system adopting centrally-controlled servo motors.%设计了一种无刷直流电机控制器，用来驱动机械手关节。

控制器硬件以单片机和运动控制芯片 LM629为核心，控制策略采用模糊PID算法，实现电机的位置控制。

给出了系统的硬件结构框图、控制算法原理以及软件流程图。

运行试验表明该控制器具有较高的控制精度和抗干扰性，与传统机械手控制系统采用伺服电机集中控制的方式相比，更加灵活，性价比更高。

【期刊名称】《湘潭大学自然科学学报》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】6页(P104-109)【关键词】电机控制器;LM629;CAN总线;模糊PID【作者】廉春原;张永春;王雁平【作者单位】常州工学院电子信息与电气工程学院，江苏常州 213002;常州工学院电子信息与电气工程学院，江苏常州 213002;常州工学院电子信息与电气工程学院，江苏常州 213002【正文语种】中文【中图分类】TP241机械手是目前使用广泛的一种自动化生产设备，其技术涉及机械原理、液压传动、自动控制、传感器技术以及通信技术等领域，是一门多学科融合的技术.机械手能替代人力从事大量重复性的工作，并在一些危险性高的行业替代工人，从而提高生产效率，降低成本，减少生产事故对人身的伤害.在一些对精度要求高的场合能保证动作的严格一致性，对提高产品合格率作用十分明显.基于上述优点，机械手广泛应用于加工制造业、冶金业、服务业等不同行业.机械手通常由多个关节组成，各关节共同作用完成某种特定运动要求，每个关节能完成一个自由度的动作，多个关节相互配合最终完成设定任务[1].目前常见的关节控制方案多采用伺服电机设计，多台伺服电机与上位机构成主从结构，这种方案设计的控制器造价高、体积大且不便灵活配置，为了克服上述缺点，本文设计了一种机械手关节电机控制器.机械手由多组关节相互配合，不同关节间采用CAN总线通信，电机控制采用单片机和专用运动控制芯片LM629实现，电机经减速后完成精确位置控制.控制策略采用模糊PID算法[2,3]，能提高系统响应速度、减小稳态误差，当负载发生变化或有不确定干扰时也能较好响应及克服，达到较好的控制效果.1 控制系统工作原理机械手控制系统如图1所示，它由多个关节控制器和上位机组成.上位机通过触摸屏接受输入工作任务并通过计算将任务分解成每个关节应该转动的位置角度和动作顺序，再通过CAN总线将这些信息传输到每台关节控制器上.各关节控制器根据总线命令按照关节动作顺序使电机经减速机构减速后旋转到指定位置，各关节动作的协调通信也由CAN总线完成，同时将自身位置及工作状态传输给上位机以便显示.每个关节的控制与驱动都采用通用的关节控制器完成.该关节控制器既是一个机械手关节控制器，也是一套独立的伺服控制系统[4,5].2 控制器硬件设计机械手关节电机控制器的硬件如图2所示.2.1 主控单元机械手关节电机控制器采用Silicon Labs公司的C8051F506单片机作为主控单元.该处理器内部集成有Bosch 2.0的CAN控制器，使系统无需外接专门的CAN控制器，提高了系统的可靠性和集成度，单片机的P0.6和P0.7引脚能直接输出符合CAN协议的信号.单片机还给运动控制器LM629传送数据来控制电机并实现模糊控制策略.2.2 CAN驱动电路单片机虽然内部自带CAN控制器，其输出仍然是TTL电平，为了能和电缆上的CAN总线电平兼容，要进行电平转换，本系统采用了专用的CAN总线驱动芯片TJA1050，驱动电路如图3所示.2.3 电机控制单元电机控制采用专用运动控制芯片LM629，芯片使用6 MHz的工作频率以及5 V 电源工作.可适用于本系统的无刷直流电机及其他可提供增量式位置反馈信号的伺服电机，能完成高性能运动控制所需的实时计算任务，能输出PWM调制信号和方向信号来控制功率开关电路.它通过8根数据线和5根控制线与微处理器通信，控制内部自带的梯形速度发生器和PID调节器.增量式光电编码器提供闭环反馈所需的反馈信号，梯形速度发生器计算出位置或速度模式下所需控制的运动轨迹，单片机根据模糊控制规则在线计算出KP、KI、KD后给LM629，由LM629自带的PID调节器完成实时控制.系统选用专用运动控制芯片可以减轻单片机负担，使单片机能完成模糊控制等复杂的控制需求.2.4 电机驱动单元电机驱动采用NS公司推出的专用于直流电机驱动的电机驱动芯片LMD18200.该芯片的引脚2、10接电机电枢；引脚3、5控制电机转速及正反转，由LM629的PWM输出和方向引脚控制，并用光电耦合器6N137光电隔离，以避免驱动电路对控制电路的干扰.电流检测输出引脚8提供电流采样信号用来实现过流保护.引脚4用来紧急刹车，由单片机引脚控制.引脚1、11外接10 μF的电容形成第二个充电泵电路.2.5 速度与位置反馈单元在电机输出轴上安装增量式光电编码器做反馈，编码器的A、B、IN分别接到LM629的反馈输入端，形成速度与位置反馈.编码器的位置信号A、B经LM629四倍分频提高分辨率，A、B逻辑每变化一次位置寄存器加1(或减1)，IN用来记录电机的绝对位置.编码器输出信号如图4所示.2.6 过流保护单元为防止电机因过流而烧坏，系统设计了过流保护电路，由LM339构成施密特触发器以中断方式申请过流保护.由LMD18200电流检测输出引脚8提供电流取样信号，典型值为377 μA/A.取LM339基准电压为Ur=5 V，可得LMD18200电流检测输出引脚8下拉电阻值R为100 kΩ.LM339的输出接单片机的P1.6引脚，将该引脚设置为外部中断模式.当电机过流时引发中断，从而单片机就会调用中断服务程序通过P1.5关断LMD18200，达到过流保护的作用.电路接法如图5所示.3 控制器软件设计3.1 模糊PID控制器设计LM629内部含有数字PID调节器，可以通过单片机直接输入KP、KI、KD实现常规PID控制.但这种方法PID参数是固定不变的，由于电机电枢电阻以及负载等参数的变化会导致系统响应速度变慢、抗干扰性差等问题.针对这一问题，本系统采用模糊自适应PID控制，在电机运行过程中不断检测电机转速，经多次采样和中值滤波计算出转速偏差e和偏差变化率ec，经模糊推理计算出合适的KP、KI、KD，对PID参数进行在线调整，当负载发生变化或有不确定干扰时能予以克服，达到较好的控制效果[6].其修正公式为式中是当前PID参数值，电机启动运行时由经验值给出，ΔKP、ΔKI、ΔKD是根据模糊控制策略得到的修正值.控制结构如图6所示.3.2 模糊控制规则由图6可知，模糊控制器的输入为e和ec，输出为KP、KI、KD.当e较大时，为提高系统的响应速度，KP应取较大值；当e具有中等大小时，为减小系统响应的超调，应适当减小KP值，并适当给出KI；当系统接近稳定时，为减小系统稳态误差，抑制超调，应增大KI，减小KP.ec表明偏差变化率，ec较大时，应增大KP，减小KI.KD可以抑制被控量的变化，缩短调节时间，减小稳态误差，用来补充KP、KI的控制效果.因此设定e和ec的模糊子集为：X={NB,NM,NS,ZO,PS,PM,PB}，其中，NB 表示负大、NM 表示负中、NS 表示负小，ZO 表示零、PS 表示正小、PM 表示正中、PB 表示正大.e和ec的取值范围处于-3～3之间.KP、KI、KD的模糊子集如下所示：X={NB,NM,NS,ZO,PS,PM,PB} ，其中，KP 的取值范围为-0.3～0.3 之间；KI的取值范围为-0.06～0.06之间；KD 取值范围处于-3～3之间.输入变量和输出变量对应的隶属度函数曲线分别如图7和图8所示.按照上述模糊PID 参数整定规则，结合无刷直流电动机及负载情况，建立输出变量KP、KI、KD的控制规则表分别如表1～表3所示.表1 KP的模糊规则表Tab.1 Fuzzy rules table of KPeecNBNMNSZOPSPMPBNBPBPBPMPSPSZOZONMPBPBPMPSPSZONSN SPMPMPMPSZONSNSZOPMPMPSZONSNMNMPSPSPSZONSNSNMNMPM PSZONSNMNMNMNBPBZOZONMNMNMNBNB表2 KI的模糊规则表Tab.2 Fuzzy rules table of KIeecNBNMNSZOPSPMPBNBNBNBNMNMNSZOZONMNBNBNMNSNSZO ZONSNBNMNSNSZOPSPSZONMNMNSZOPSPMPMPSNMNSZOPSPSPMPB PMZOZOPSPSPMPBPBPBZOZOPSPMPMPBPB表3 KD的模糊规则表Tab.3 Fuzzy rules table of KD eecNBNMNSZOPSPMPBNBPSNSNBNBNBNMPSNMPSNSNBNMNMNSZO NSZONSNMNMNSNSZOZOZONSNSNSNSNSZOPSZOZOZOZOZOZOZOP MPBNSPSPSPSPSPBPBPBPMPMPMPSPSPB由测量电机转速得到的偏差e和偏差变化率ec，根据模糊控制规则确定的模糊关系，就能推理运算得到模糊控制器的输出KP、KI、KD,模糊推理采用常用的Mamdani方法[7].3.3 控制器软件实现在设计控制器程序时，首先给LM629装载电机的位置、速度、加速度、PID参数，并启动电机；然后单片机通过LM629定时读取电机转速，并计算误差与误差变化率；最后通过模糊控制法则在线修正PID参数，直到运行结束.软件流程图如图9所示.4 试验验证为了验证控制器对机械手关节的控制精度，选用常州富兴机电有限公司的型号为FL57BL(S)04的无刷直流电机作为关节动力源进行测试，电机额定电压36 V，额定转速4 000 r/min.使用日本NEMiCON公司型号为HES-20-2MHT的2000 线光电编码器作为电机速度与位置反馈.实际使用中电机与关节间经1∶300减速器减速，因此将电机位置测试数据除以300即为减速后关节的位置.试验测试方法：例如给定关节转动角度为180°(此时电机的实际转动位置为180°×300=54 000°,即电机转动150转)，将初始PID参数及运动参数通过CAN总线输入系统，然后启动电机.在电机的运行过程中每隔20 ms通过LM629读取电机的位置参数并将其存储在单片机自带的RAM中，电机运行结束后将RAM的数据读取出来除以300即为关节的运行位置，试验对比了常规PID算法与模糊PID算法实现的效果，试验结果如图10所示.由试验数据可知，电机的位置误差小于15°，因此关节的实际位置误差小于0.05°.在电机运行停止后用外力将电机转动，电机仍能快速回到原先位置，这是因为LM629在接到下一次运动指令前仍然对电机位置进行控制并保持，在曲线0.5 s处的扰动正是因此.通过常规PID算法与模糊PID算法的对比可知，采用模糊PID算法关节响应速度更快，遇到干扰时能更快恢复.试验结果表明，由该控制器驱动的机械手关节控制精度高，快速性好，工作稳定，达到设计的预期目标.5 结论由试验结果可知，基于LM629的机械手关节电机控制器具有控制精度高、可靠性好、结构简单的特点.本系统在设计时考虑将CAN总线与电机控制集成在关节内部，能更方便地使不同关节协调工作且易于组态，相比于传统机械手控制系统采用伺服电机集中控制的方式，提供了一种使用更加灵活，性价比更高的思路.参考文献[1] 刘站立,宁玮,薛文奎.空间机械臂单关节驱动器的设计[J].制造业自动化，2009(8):124-127.[2] 贺志军．基于LM629 的电机伺服控制系统设计[J]．机械设计与制造，2009(2): 40-42.[3] 王森林,包晔峰,薛猛,等.基于LM629 的无刷直流电动机伺服控制器[J].微特电机，2012(5):48-50.[4] 于舰,孙桂涛,高炳微,等. 液压四足机器人驱动器CAN 总线通信[J]哈尔滨理工大学学报，2013(4):77-80.[5] 孟凡军, 李声晋,卢刚.基于CAN总线的轮腿式机器人的分布式控制系统设计[J].微特电机，2011(1):47-50.[6] 李军伟,崔师，李连强,等. 基于模糊PID 的无刷直流电机控制系统设计开发[J].机械设计与制造，2013(2): 77-79.[7] 刘兴艳,董洋洋. 基于DSP的无刷直流电机P-模糊自适应PID控制系统[J].电机技术，2011(3):23-26.。

机电一体化专科毕业论文题目随着科学技术向生产力逐步转化，机电一体化产品的设计已经涉及到机械、电气和控制等众多领域。

单领域、分散建模的设计方法已经很难满足产品综合设计的要求。

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