| 摘要 | 第5-6页 |
| ABSTRACT | 第6页 |
| 第1章 绪论 | 第11-19页 |
| 1.1 工业机器人伺服系统简介 | 第11-14页 |
| 1.1.1 工业机器人的组成 | 第11-13页 |
| 1.1.2 交流伺服控制策略 | 第13-14页 |
| 1.1.3 伺服系统性能指标 | 第14页 |
| 1.2 课题研究背景和意义 | 第14-16页 |
| 1.3 工业机器人伺服系统研究现状 | 第16-17页 |
| 1.3.1 国外研究现状 | 第16-17页 |
| 1.3.2 国内研究现状 | 第17页 |
| 1.4 发展趋势 | 第17-18页 |
| 1.5 课题的来源和论文结构安排 | 第18-19页 |
| 第2章 改进的PMSM数学模型及Simulink仿真 | 第19-24页 |
| 2.1 PMSM的数学模型及控制策略 | 第19-20页 |
| 2.2 改进的PMSM数学模型 | 第20-22页 |
| 2.2.1 位置前馈补偿控制 | 第20-21页 |
| 2.2.2 电压前馈解耦控制 | 第21-22页 |
| 2.3 Simulink仿真分析 | 第22-23页 |
| 2.4 本章小结 | 第23-24页 |
| 第3章 六轴工业机器人伺服系统硬件设计 | 第24-44页 |
| 3.1 系统硬件总体结构 | 第24-25页 |
| 3.2 电源管理 | 第25-34页 |
| 3.2.1 控制电源板 | 第26-29页 |
| 3.2.2 功率电源板 | 第29-34页 |
| 3.3 FPGA主控板 | 第34-36页 |
| 3.3.1 主控芯片简介 | 第34-36页 |
| 3.3.2 相电流副边调理 | 第36页 |
| 3.4 信号接口板 | 第36-40页 |
| 3.4.1 上位机通信接口 | 第36-37页 |
| 3.4.2 脉冲控制接口 | 第37-38页 |
| 3.4.3 安川伺服兼容接口 | 第38-39页 |
| 3.4.4 编码器解码电路 | 第39-40页 |
| 3.5 逆变功率板 | 第40-43页 |
| 3.5.1 IPM应用电路 | 第40-41页 |
| 3.5.2 强弱电隔离电路 | 第41-42页 |
| 3.5.3 相电流源边采集 | 第42-43页 |
| 3.6 板级连接 | 第43页 |
| 3.7 本章小结 | 第43-44页 |
| 第4章 Verilog HDL主控逻辑设计 | 第44-63页 |
| 4.1 主控逻辑框架 | 第44-45页 |
| 4.2 外部信号处理 | 第45-46页 |
| 4.2.1 上位机命令解析 | 第45页 |
| 4.2.2 用户命令滤波 | 第45-46页 |
| 4.3 ADC IP相电流采集 | 第46-49页 |
| 4.3.1 ADC IP简介 | 第46-47页 |
| 4.3.2 ADC IP多通道配置 | 第47-48页 |
| 4.3.3 相电流中值检测 | 第48-49页 |
| 4.4 单轴控制逻辑 | 第49-61页 |
| 4.4.1 单轴控制逻辑框图 | 第49页 |
| 4.4.2 闭环控制时序分析 | 第49-51页 |
| 4.4.3 位置环 | 第51-54页 |
| 4.4.4 速度环 | 第54-57页 |
| 4.4.5 电流环 | 第57-60页 |
| 4.4.6 主状态机设计 | 第60页 |
| 4.4.7 故障信息处理 | 第60-61页 |
| 4.5 多轴复用技术 | 第61-62页 |
| 4.5.1 多通道除法器 | 第61页 |
| 4.5.2 多通道Cordic算法 | 第61-62页 |
| 4.6 本章小结 | 第62-63页 |
| 第5章 Nios Ⅱ嵌入式系统设计 | 第63-74页 |
| 5.1 Nios Ⅱ嵌入式系统简介 | 第63-64页 |
| 5.1.1 Nios Ⅱ概述 | 第63页 |
| 5.1.2 Avalon通信总线 | 第63-64页 |
| 5.1.3 Nios Ⅱ开发流程 | 第64页 |
| 5.2 Nios Ⅱ软核开发环境 | 第64-69页 |
| 5.2.1 Nios Ⅱ嵌入式系统框架 | 第64-65页 |
| 5.2.2 Nios Ⅱ软核 | 第65-66页 |
| 5.2.3 系统IP配置 | 第66-67页 |
| 5.2.4 用户自定义IP | 第67-68页 |
| 5.2.5 地址空间分配 | 第68-69页 |
| 5.3 Nios Ⅱ软件开发工程 | 第69-73页 |
| 5.3.1 软件主程序 | 第70-71页 |
| 5.3.2 人机交互程序 | 第71-72页 |
| 5.3.3 伺服状态指示程序 | 第72-73页 |
| 5.3.4 电子齿轮比计算 | 第73页 |
| 5.4 本章小结 | 第73-74页 |
| 第6章 调试与测试 | 第74-86页 |
| 6.1 测试平台搭建 | 第74-76页 |
| 6.1.1 测试框架 | 第74页 |
| 6.1.2 上位机平台 | 第74-75页 |
| 6.1.3 机械平台 | 第75-76页 |
| 6.1.4 硬件平台 | 第76页 |
| 6.2 单板功能测试与SI测试 | 第76-81页 |
| 6.2.1 电源管理测试 | 第76-78页 |
| 6.2.2 SI波形测试 | 第78-80页 |
| 6.2.3 风险点评估 | 第80-81页 |
| 6.3 软件测试 | 第81-82页 |
| 6.3.1 ADC IP多通道时序 | 第81-82页 |
| 6.3.2 FPGA编译报告 | 第82页 |
| 6.4 系统指标测试 | 第82-85页 |
| 6.4.1 电流环测试 | 第82-83页 |
| 6.4.2 速度环测试 | 第83页 |
| 6.4.3 位置环测试 | 第83-84页 |
| 6.4.4 系统指标 | 第84-85页 |
| 6.5 本章小结 | 第85-86页 |
| 第7章 总结与展望 | 第86-88页 |
| 7.1 课题总结 | 第86-87页 |
| 7.2 工作展望 | 第87-88页 |
| 致谢 | 第88-89页 |
| 参考文献 | 第89-93页 |
| 附录 | 第93页 |