| 摘要 | 第4-5页 |
| ABSTRACT | 第5-6页 |
| 第一章 绪论 | 第10-19页 |
| 1.1 课题来源及研究的背景和意义 | 第10-11页 |
| 1.1.1 课题来源 | 第10页 |
| 1.1.2 研究的背景和意义 | 第10-11页 |
| 1.2 模块化关节机械臂的国内外现状 | 第11-17页 |
| 1.2.1 机械臂模块化关节设计的国内外研究现状 | 第11-14页 |
| 1.2.2 具有柔性的模块化关节控制的国内外研究现状 | 第14-17页 |
| 1.3 主要研究内容 | 第17-19页 |
| 第二章 轻型机械臂模块化关节总体设计 | 第19-29页 |
| 2.1 引言 | 第19页 |
| 2.2 模块化关节的技术指标确定 | 第19-22页 |
| 2.2.1 设计目的 | 第19页 |
| 2.2.2 模块化关节设计指标确定方法 | 第19-22页 |
| 2.3 模块化关节的系统组成 | 第22页 |
| 2.4 模块化关节的关键部件选型 | 第22-26页 |
| 2.4.1 永磁同步伺服电机 | 第23页 |
| 2.4.2 谐波减速器 | 第23-24页 |
| 2.4.3 电机位置传感器 | 第24-25页 |
| 2.4.4 关节力矩传感器 | 第25-26页 |
| 2.4.5 失电制动器 | 第26页 |
| 2.5 模块化关节机械结构总体设计 | 第26-27页 |
| 2.6 模块化关节的模态分析 | 第27-28页 |
| 2.7 本章小结 | 第28-29页 |
| 第三章 柔性关节动力学建模及控制研究 | 第29-44页 |
| 3.1 引言 | 第29页 |
| 3.2 柔性关节的动力学建模 | 第29-32页 |
| 3.3 柔性关节控制策略研究 | 第32-37页 |
| 3.3.1 关节电机的数学模型 | 第32-34页 |
| 3.3.2 关节的矢量控制 | 第34-35页 |
| 3.3.3 关节的阻抗控制 | 第35-37页 |
| 3.4 空间矢量脉宽调制策略研究 | 第37-39页 |
| 3.5 矢量控制仿真及分析 | 第39-42页 |
| 3.5.1 电流环闭环仿真 | 第41页 |
| 3.5.2 速度环闭环仿真 | 第41-42页 |
| 3.5.3 位置环闭仿真 | 第42页 |
| 3.6 本章小结 | 第42-44页 |
| 第四章 基于FPGA的柔顺关节控制器设计 | 第44-56页 |
| 4.1 引言 | 第44页 |
| 4.2 时序控制模块设计 | 第44-45页 |
| 4.3 电流采样及调理模块设计 | 第45-46页 |
| 4.4 矢量坐标变换模块设计 | 第46-49页 |
| 4.4.1 CLARK变换模块设计 | 第47页 |
| 4.4.2 三角函数计算模块设计 | 第47-48页 |
| 4.4.3 PARK及IPARK变换模块设计 | 第48-49页 |
| 4.5 PI调节器的模块设计 | 第49-50页 |
| 4.6 空间矢量PWM模块 | 第50-53页 |
| 4.6.1 扇区判断模块 | 第50-51页 |
| 4.6.2 开关矢量作用时间的计算 | 第51-52页 |
| 4.6.3 矢量切换点的计算 | 第52页 |
| 4.6.4 PWM输出模块 | 第52-53页 |
| 4.7 编码器采集模块设计 | 第53-54页 |
| 4.8 力矩传感器采集模块 | 第54-55页 |
| 4.9 本章小结 | 第55-56页 |
| 第五章 关节控制器测试实验结果 | 第56-62页 |
| 5.1 引言 | 第56页 |
| 5.2 空间矢量脉宽调制实验 | 第56-59页 |
| 5.2.1 SVPWM IP核制作 | 第56-57页 |
| 5.2.2 SVPWM IP核的正确性验证 | 第57-58页 |
| 5.2.3 SVPWM开环电流验证实验 | 第58-59页 |
| 5.3 永磁同步电机三闭环测试实验 | 第59-61页 |
| 5.3.1 电流闭环测试实验 | 第59-60页 |
| 5.3.2 速度闭环测试实验 | 第60页 |
| 5.3.3 位置闭环测试实验 | 第60-61页 |
| 5.4 本章小结 | 第61-62页 |
| 结论 | 第62-63页 |
| 参考文献 | 第63-68页 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 | 第68-70页 |
| 致谢 | 第70页 |