使用xPCTarget开发六轴机械臂伺服控制系统经验分享

"陈傅生博士分享了他在六轴机械臂控制器开发方面的经验，具体使用了Matlab、Simulink、Stateflow和xPCTarget等工具，开发了一套集远程监控与人机交互界面于一体的六轴液压机械臂伺服控制系统。通过xPCTarget API实现了丰富的用户界面，并利用Stateflow设计了安全机制，确保操作流程的安全性。硬件驱动部分主要使用研华公司的PCI系列接口卡。整个控制系统包括实时控制计算机和通过网络连接的人机界面计算机，实现了远程操控和实时视频监控功能。由于采用Mathworks工具，整个开发周期仅用了8个月，且系统功能先进。" 本文详细阐述了机器人开发过程中采用个人电脑作为实时控制系统的优势，特别是对于复杂机械结构如六轴机械臂的液压伺服控制，这种方法可以降低成本，缩短开发时间并减少错误。作者陈傅生博士使用Matlab、Simulink和Stateflow进行动态系统建模、伺服控制回路设计以及安全功能的构建。其中，xPCTarget作为一个关键工具，用于生成控制器代码，并通过其API函数实现人机界面的编程。Stateflow被用来设计监督控制的安全机制，以防止危险操作。 硬件方面，除了12轴resolver接口卡由xPCTarget提供外，其他数字和模拟接口卡来自研华公司的PCI系列，配合自开发的硬件驱动程序块。控制系统的架构包括一台实时控制计算机，负责即时伺服控制和坐标转换，另一台通过网络连接的人机界面计算机，使用VisualBasic和Direct3D结合xPCTarget API开发，提供了数据交换界面，支持远程控制和3D模型显示，增强了用户的监控体验。 这种开发方法的高效性和先进性体现在整个项目仅耗时8个月就完成了从建模、控制到界面开发的全过程，且最终的控制系统功能强大，具有高安全性和远程操作能力。这表明利用成熟的商业软件工具，如Mathworks产品，可以显著提升工业控制系统的开发效率和性能。