基于極點(diǎn)配置算法的下肢康復(fù)機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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【部分圖文】:
康復(fù)機(jī)器人的控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)主要有下肢關(guān)節(jié)機(jī)械結(jié)構(gòu)、直流伺服電機(jī)、驅(qū)動(dòng)器、控制器、角度傳感器、拉壓力傳感器和上位機(jī)等組成。如圖1(a)為左膝關(guān)節(jié)的機(jī)械結(jié)構(gòu)圖。關(guān)節(jié)角度傳感器安裝與運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)同軸,用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)關(guān)節(jié)角度,并傳給控制器形成閉環(huán)控制。拉壓力傳感器安裝在滾珠絲杠末端,用于監(jiān)測(cè)....
如圖2所示,機(jī)器人控制器通過(guò)RS—232串口通信來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息交互。一方面上位機(jī)給控制器發(fā)送指令來(lái)設(shè)置康復(fù)訓(xùn)練模式;另一方面,控制器通過(guò)串口通信把處理后的位置信號(hào)和力信號(hào)實(shí)時(shí)發(fā)送給上位機(jī),并在上位機(jī)上以曲線的形式顯示。STM32微控制器通過(guò)模擬端口采集各關(guān)節(jié)的位置信號(hào)和力信號(hào),經(jīng)....
圖3為拉壓力傳感器放大電路。由于微處理器的模擬輸入端口只能接收0~3.3V的電壓。而拉壓力傳感器輸出-5~5V雙極性電壓,因此需要外部放大電路轉(zhuǎn)換處理后才能被微處理器接收。圖中選用的OP4177芯片為4通道放大器電路,具有低漂移、低功耗、低噪聲等特性,并且輸出穩(wěn)定,無(wú)需外部補(bǔ)....
上肢康復(fù)機(jī)器人控制系統(tǒng)總共控制6個(gè)關(guān)節(jié)協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng),共6個(gè)直流伺服電機(jī),均采用以極點(diǎn)配置控制算法為核心的閉環(huán)控制。極點(diǎn)配置法相對(duì)于PID控制來(lái)說(shuō)設(shè)定參數(shù)簡(jiǎn)單。由于6個(gè)關(guān)節(jié)控制原理相似,本文以具有代表性的左膝關(guān)節(jié)作為主要闡述?祻(fù)機(jī)器人左膝關(guān)節(jié)閉環(huán)控框圖如圖4所示。系統(tǒng)的微控制器輸出的....
本文編號(hào):3990208
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