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随着计算机技术、自动控制理论的进步和工业自动化发展的需求,不同种类的工业机器人越来越多地被应用于工业控制领域。课题研究依托于灭弧室产品智能检测线实际项目,对应用于检测线的上下料机械手和综合检测台控制系统进行研究与实现。上下料机械手完成对灭弧室产品的搬运工作;综合检测台完成对灭弧室产品的性能检测工作,包括外观检测、内阻检测、自闭力反力检测和真空度检测。课题需要根据灭弧室智能检测线的实际功能需求完成相应控制系统的软硬件设计与研究。上下料机械手和综合检测台运动控制器采用嵌入式架构设计,由32位高性能ARM微处理器LM3S9B96和专用运动控制芯片PCL6045BL组合实现,两者之间进行并行通信。基于灭弧室智能检测线总体设计方案和设计完成的运动控制板,对运动控制器主控制板进行了硬件设计,包括通信模块、电源模块、A/D采样模块等。在硬件基础上,采用模块化和多任务软件设计思想在占先式多任务实时嵌入式操作系统内核uC/OS-II环境中对系统软件控制流程进行开发,实现了运动控制单元模块、通信模块、A/D采样模块和故障处理模块等底层软件开发,并在底层软件模块基础上实现了上下料机械手和综合检测台控制系统的软件控制流程。在内阻检测过程中,需要根据灭弧室动端金属导杆的压力采样结果对综合检测台下压电动缸进行精确运动控制。不同型号灭弧室产品动端金属导杆刚度系数不同,因此对运动控制参数要求也不相同,课题研究采用模糊PID控制策略对下压运动进行控制。根据定时中断采样返回的压力值计算压力偏差和压力偏差变化率,据此应用模糊控制算法输出PID控制参数变化量,进而对下压运动速度进行PID控制。通过仿真研究表明模糊PID控制算法具有良好的控制效果。运动控制是上下料机械手和综合检测台控制系统的重要部分。课题研究基于PCL6045BL丰富的运动控制功能,实现了多种形式的点位运动、回零运动和插补运动等运动模式。在此基础上,为了提高运动控制灵活性,应用PT算法和PVT算法对相关运动模式进行了研究,并实现了具有良好控制效果的PVT运动模式。最终,通过软硬件协同,控制系统具有良好的实时性和可靠性,可以实现精确运动控制、实时通信等功能,满足灭弧室智能检测线的功能需求。