[发明专利]力反馈设备变阻尼控制装置及其控制方法

摘要

本发明提供一种适用于力反馈设备的变阻尼控制装置及力反馈控制方法。所述变阻尼控制装置，包括可控式电磁阻尼器、可控电磁阻尼器驱动单元、直流有刷电机放大器、运动控制单元四部分，其中，可控电磁阻尼器驱动单元包括主驱动电路、可控硅整流电路二部分，运动控制单元包括电源接口电路、电流采样电路、驱动隔离电路、PWM调理电路、DSP微处理器、D/A转换电路、编码器接口电路、CAN通讯接口电路。在所述力反馈控制方法中，根据推定的反馈力渲染刚度和反馈力刷新频率确定机构应具有的最小机构阻尼，而后利用变阻尼控制装置调整力反馈设备机构阻尼，保证实现力反馈设备的稳定输出。

主权项

一种可对机构阻尼进行动态调整的反馈力输出变阻尼控制装置，其特征在于：包括： 可控式电磁阻尼器(3)，用于调节机构关节处运动阻尼，安装于关节转轴末端； 可控电磁阻尼器驱动单元(4)，用于驱动可控式电磁阻尼器，调节可控式电磁阻尼器的阻尼； 直流有刷电机放大器(7)，用于驱动安装于机构运动关节处的直流有刷电机，实现关节驱动力的输出； 运动控制单元(6)，用于采样直流有刷电机编码器信号，采样可控式电磁阻尼器线圈电流，利用CAN总线与上位机通讯，执行力反馈设备控制方法，输出直流有刷电机扭矩控制指令，输出可控式电磁阻尼器阻尼控制指令。 其中，运动控制单元(6)，包括： 电源接口电路(67)，是系统的电源入口，对输入电源进行整流滤波，限压，限流，提高系统的安全性和电磁兼容能力； 电流采样电路(68)，用于完成对可控电磁阻尼器线圈的电流采样； 驱动隔离电路(61)，提供主驱动电路中开关管所需的隔离电源； PWM调理电路(62)，用于提高PWM信号的驱动能力，调理信号能力； DSP微处理器(64)，用于执行力反馈设备控制方法； D/A转换电路(65)，用于直流有刷电机扭矩控制指令的电压模拟量转换和输出； 编码器接口电路(66)，用于对光电编码器脉冲进行信号调理，防止计数电路出现误码；CAN通讯接口电路，用于连接通讯线缆，实现与上位机的CAN总线通讯。