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基于PIC芯片嵌入式电机控制器的研究

本文摘要:0章节随着现代科学技术的飞速发展和社会的变革,服务机器人与人们的生活联系更加密切,故日益受到注目。电机控制器作为机器人的核心部分,必要要求了其功能和性能。虽然用作工业机器人的伺服电机控制器技术早已成熟期,但用作服务机器人的伺服电机控制器的研究和研发依然不存在许多问题。 研发一种具备开放式结构的模块化、标准化、小型化的嵌入式电机控制器早已沦为当前服务机器人控制器的一个发展方向。

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0章节随着现代科学技术的飞速发展和社会的变革,服务机器人与人们的生活联系更加密切,故日益受到注目。电机控制器作为机器人的核心部分,必要要求了其功能和性能。虽然用作工业机器人的伺服电机控制器技术早已成熟期,但用作服务机器人的伺服电机控制器的研究和研发依然不存在许多问题。

研发一种具备开放式结构的模块化、标准化、小型化的嵌入式电机控制器早已沦为当前服务机器人控制器的一个发展方向。基于美国Microchip公司生产的PIC单片机具备速度快、体积小、低功耗、驱动能力大、可靠性高等优点,故使用该系列微型芯片:PIC18F452研发了一种小型嵌入式电机控制器。

该控制器和主控微机、驱动器联合包含机器人控制器控制系统。控制器控制系统采行了星型的掌控模式,并且控制器能和驱动电机一起加装在机器人的各个关节,因此尤其合适电池驱动的多轴服务机器人的应用于。本文侧重讲解控制器的软件结构、操作者指令和通信模式。设计了一种使用方便的指令模式,该模式能辨识几十种指令语句,并更容易构建对指令语句的拓展。

同时用串口方式构成机器人控制器控制系统的神经网络,各个小型控制器不但能和主控微机之间通信,而且各个控制器之间也可以展开信息交流。为了确保通信的连续性和可靠性,该控制器控制系统具备通信错误处理机制。

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1控制器的软件结构该控制系统仅次于的特点在于方位、速度、电流三种掌控方式可随时更改。为了取得固定式的直流电力,利用电力电子器件的几乎可控性,使用PWM脉宽调制技术,必要将恒定的直流电力调制成星型大小和极性的直流电力作为电机的电枢端电压,构建系统的光滑调压。

在每一个掌控周期,三种掌控模式独立国家计算出来,控制器将计算结果以PWM信号形式输入到电机驱动器,同时电机的方位、速度和电流能动态测量并送往主控微机,从而机器人的各个关节能根据有所不同的外部环境采行有所不同的掌控方式。该控制器的掌控原理如图1右图。

为了构建上述目标,在控制器软件的研发上,使用了模块化和子程序嵌套的设计思想。


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