FPGA软硬件编程方法的模块化关节控制器设计

张奇; 谢宗武; 刘宏; 蔡鹤皋

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FPGA软硬件编程方法的模块化关节控制器设计

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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.

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来源
《电机与控制学报》 |2013年第8期|91-99|共9页
作者
张奇; 谢宗武; 刘宏; 蔡鹤皋;
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作者单位

哈尔滨工业大学机器人系统与技术国家重点实验室,黑龙江哈尔滨150001;

哈尔滨工业大学机器人系统与技术国家重点实验室,黑龙江哈尔滨150001;

哈尔滨工业大学机器人系统与技术国家重点实验室,黑龙江哈尔滨150001;

哈尔滨工业大学机器人系统与技术国家重点实验室,黑龙江哈尔滨150001;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类机器人技术;
关键词
现场可编程门阵列; 矢量控制; 软硬件编程; 关节控制器;

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