工业机器人交流伺服驱动系统设计

当前机器人控制技术的核心，其相比上述技术具有明显的优势，因此该技术直接应用到交流伺服驱动控制系统中。
　　2 机器人交流伺服驱动系统硬件电路设计
　　交流伺服驱动硬件电路是系统运行的基础，其中包括主电路、核心控制器、功率驱动电路以及通讯接口等（见图1），其具体的工作流程是首先由上位机向DSP控制器发出伺服指令，经过特殊处理之后，DSP控制器将收到的指令进行控制指令输出，并且控制相应的频率实现对驱动电机的运行，电机再利用传感器输出电流等信息，这些信息在经过处理之后再返回DSP控制器。
　　2.1 主电路设计
　　在整个交流伺服驱动系统硬件设计中主电路主要采取交直拓扑结构，电流经过滤波、整流、稳压再经过逆变器逆变，最终得到按照要求输出的三相交流电。同时基于工业机器人在应用过程中存在的频繁操作启停的现象，需要在主电路中设置能耗制动模块，防止直流母线上的泵升电压过高的问题。在设置能耗制动模块时需要计算制动电阻的功率，以此选择相应制动电阻，由于本系统提供的电源为220V，因此我们应该将制动电压门槛值设定380V，以此保证当直流母线电压大于制动电压门槛值时，能耗制动模块能够及时进行能耗制动。
　　2.2 电流电压检测电路
　　该部分主要包括电流检测和电压检测：一是电流检测是进行矢量控制的重要依据，本设计选择霍尔电流感应器HDC010G/S作为电流采样元件，这是因为该传感器具有良好的稳定性和可靠性特点，能够完全隔离主电路和检测电路；二是电压检测。在矢量控制计算方法中需要将直流母线电压作为参考，因此设计的直流母线电压检测电路如图2所示，首先确定该直流母线电压为220V，通过电阻分压的方式获得采样电压，然后再使用高线性度模拟信号光电隔离器件HCNR200使采样电压无衰减的送到控制电路侧，从而把主电路与控制电路进行隔离，实现将隔离后采集的电压送到DSP的ADC接口进行采样并且计算电压，为软件制动设计做准备。
　　2.3 ADC校正电路设计
　　ADC信号转换电路是模拟信号与数字信号转换的关键电路，但是在实践中由于存在无功损耗，因此ADC的转化结果存在一定的误差，为提高控制系统的准确性需要对这些信号进行灵活的应用，具体校正模拟数据转换电路的步骤为：
　　（1）获得硬件电路输出的参考电压信号的xL 和xM的对应转换值yL、yM；（2）利用方程式 y = x ×ma-b及已知的参考值（xL，yL）和（xM，yM）计算实际增益和失调误差；实际增益值： ma=（yM-yL）/（xM-xL）；失