基于JAVA技术平台的气动轻量机械臂伺服控制系统设计

简介

针对气动轻量机械臂无法应对外界环境的变化,导致机械臂控制稳定性和效果较差的问题,设计了基于JAVA技术平台的气动轻量机械臂伺服控制系统;系统硬件主要设计了电机模型、关节双闭环控制器、速度环、位置环;确定直流电机等效电路,分析电机常数,调整机械臂灵敏度,确保电机正常运行;设置关节双闭环控制器,通过PCI1711数据传输器传输数据,速度环以PI控制为基础;调节带宽比例项,采用微分控制法增加系统阻尼,消除局部静差,在位置环外环上串联一个适当比例的校正环节,以抵消系统主回路中的局部静差;设计数据采集器,在单片机内部加入了MAX785芯片,利用RS-485通讯接口,实现信息转换和读取;将STCl2C5A60S2单片机作为控制核心,利用RS232串行通信进行通信连接,保证数据处理器内部和外部通信的质量;通过数据处理器、微控制器和串行通信模块,设计数据处理单元,保证数据处理精度;系统软件利用JAVA技术,提供了可扩展性平台,有效适应外界环境变化,反馈控制方法,实现补偿控制,建立机械臂模型控制机械臂运动;根据采集的图像,提取目标物体的显著性特征,并在数据库中进行特征匹配,从而实现高精度的目标物体识别;实验结果表明,所提方法系统的大臂和小臂关节机械臂正弦响应曲线波动峰值均维持在95°左右,与机械角度的目标角度基本一致,其具有较好的控制稳定性和控制效果,能够更好地适应外界环境变化,完成抓取动作。