[发明专利]一种机器人关节控制器功率级半物理仿真系统

摘要

一种机器人关节控制器功率级半物理仿真系统，包括上位机、机器人关节实时仿真系统、CAN通信板卡、待测电机驱动器以及电机功率模拟设备。上位机解算机器人关节位置给定信号，通过CAN通讯板卡输出给待测电机驱动器；待测电机驱动器解算控制电压，接收机器人关节位置给定信号和实际位置反馈信号，确定闭环控制参数；机器人关节实时仿真系统进行机器人关节控制电机和负载的实时仿真，得到机器人关节的实际位置反馈信号、调节电流和当前负载；电机功率模拟设备得到调节电压，与待测电机驱动器的控制电压叠加后输出给机器人关节实时仿真系统。本发明能够完成伺服系统变负载性能测试与仿真，从而实现对机器人半物理仿真精确度及动力学性能的良好模拟。

主权项

一种机器人关节控制器功率级半物理仿真系统，其特征在于：包括上位机、机器人关节实时仿真系统、CAN通信板卡、待测电机驱动器以及电机功率模拟设备；上位机：根据机器人要执行的任务解算机器人关节的位置给定信号，将其通过CAN通信板卡输出给待测电机驱动器；待测电机驱动器：根据机器人关节的位置给定信号解算机器人关节控制电机的控制电压，向电机功率模拟设备输出该控制电压，接收上位机发送的机器人关节的位置给定信号以及机器人关节实时仿真系统发送的机器人关节的实际位置反馈信号，根据所述位置给定信号和实际位置反馈信号进行闭环伺服系统调节，使机器人关节的实际位置反馈信号跟随机器人关节的位置给定信号，实现位置控制；机器人关节实时仿真系统：接收电机功率模拟设备输出的驱动电压和模拟电流，在该驱动电压作用下，进行机器人关节控制电机和负载的实时仿真，得到机器人关节的实际位置反馈信号和当前负载，将机器人关节的实际位置反馈信号通过CAN通信板卡输出给待测电机驱动器；根据模拟电流得到调节电流，将调节电流和当前负载输出给电机功率模拟设备；电机功率模拟设备：根据当前负载将调节电流转化成电压，与来自待测电机驱动器的控制电压进行叠加，对叠加后的电压进行调理后得到驱动电压和模拟电流，输出给机器人关节实时仿真系统。