MOTO01运动控制与机电融合
XY运动平台实验指导书_V2.2
实际使用时，用户可根据不同课程的教学实验需要选择相关内容。
IV
XY 平台实验指导书
目录
版权声明.................................................................................................................................. II
1.2
XY平台系统组成 .....................................................................................................4
第2章
电机与驱动（执行）装置实验 ............................................................................... 5
2.5
实验总结...................................................................................................................8
第3章
直流伺服电机速度环阶跃法辨识实验 ...................................................................9
GXY 系列 XY 平 台
实验指导书
Version 2.2
2008.05
轮式移动机器人
首先，阐述了全向轮式移动机器人的结构设计特点，利用坐标变换方法建立移动机 器人的运动学和动力学模型，根据全向轮式移动机器人的运动特性选择了基于运动学模 型分层控制作为其轨迹跟踪控制的设计方案。
其次，以全向轮式移动机器人的运动学模型作为控制对象，以线速度和角速度为控 制输入，设计了几种控制器并通过仿真验证了设计方法的正确性。(1)设计了模糊控制器 对全向轮式移动机器人进行轨迹跟踪控制，实现了对期望轨迹的跟踪控制。(2)为了提高 系统的鲁棒性，设计了滑模变结构控制器，有效的克服外界不确定的干扰，并进行了相 应的仿真证明设计的有效性和可行性。(3)为了减弱滑模变结构控制器中的抖振，采用了 连续函数代替了原来的符号函数，设计了准滑模控制器，通过仿真证明其能够很好的减 弱抖振。
有些学者将遗传算法和模糊算法相结合设计出移动机器人轨迹跟踪控制器但是由于模糊控制算法的自适应能力差对移动机器人的轨迹跟踪控制效果并不理想3031滑模变结构控制法滑模变结构控制的思想是针对不同移动机器人的模型表达式设计一个适当状态空间曲面称为滑模面在此基础上利用高速的开关控制律驱动非线性系统的状态轨迹渐近地到达预先设计的滑模面并且在以后的时间状态轨迹将保持在该滑动表面上以实现期望轨迹的跟踪
最后，对本文所做的工作进行总结，并提出展望，指出有待进一步研究的方向和问 题。
关键词：移动机器人；轨迹跟踪；模糊控制；滑模控制
－II－
工业机器人四大家族简介
2014年全球工业机器人市场四大家族竞争分析2014年06月24日 14:0119206人浏览字号:T|T日本和欧洲是全球工业机器人市场的两大主角，并且实现了传感器、控制器、精密减速机等核心零部件完全自主化。
通过满足具有国际性竞争力的汽车、电子/电机产业等企业使用者之严苛的要求，以及销售实绩与专门技能的累积，日本工业机器人产业已经成为全球的领导者。
而在经过了日本国内市场激烈的价格竞争后，也获得了国际性的价格竞争力。
目前家用机器人也处于优势地位。
欧州工业机器人和医疗机器人领域已居于领先地位。
美国积极致力于以军事、航天产业等为背景的开发或创投企业，体现在系统集成领域，医疗机器人和国防军工机器人具有主要优势。
全球工业机器人主要国家技术分布资料来源：中国产业信息网整理从全球角度来看，目前欧洲和日本是工业机器人主要供应商，ABB、库卡（KUKA）、发那科（FANUC）、安川电机(YASKAWA)四家占据着工业机器人主要的市场份额。
2013 年四大家族工业机器人收入合计约为50 亿美元，占全球市场份额约50%。
在机器人系统集成方面，除了机器人本体企业的集成业务，知名独立系统集成商还包括杜尔、徕斯和柯马等。
2013 年德国杜尔和意大利柯玛的系统集成业务收入均约为7 亿美元，折人民币100 亿元。
机器人减速机70%以上市场份额由日本纳博特斯克（Nabtesco）和哈默纳科（Harmonic drive）垄断。
2013 年纳博的减速器业务收入约为5 亿美元。
工业机器人四大家族：ABB、发那科、库卡、安川电机最初起家是从事机器人产业链相关的业务，如ABB 和安川电机从事电力设备电机业务、发那科从事数控系统业务，库卡一开始则从事焊接设备业务，最终他们成为全球领先综合型工业自动化企业，他们的共同特点是掌握了机器人本体和机器人某种核心零部件的技术，最终实现一体化发展。
中国产业信息网发布的《2014-2019年工业机器人产业全景调研及投资方向研究报告》指出：2013 年ABB、发那科、库卡、安川电机收入分别为418、60、24、38 亿美元；净利润分别为28、15、0.8、0.8 亿美元；工业机器人收入均为10-14 亿美元左右，但收入占比差别较大，分别为3%、23%、42%、34%；2013 年末市值分别为610、300、16、24 亿美元。
SANMOTIONRS1伺服驱动器软件使用快速入门
SANMOTIONRS1伺服驱动器软件使用快速入门运动控制*****ON R 交流伺服系统July.2008运动控制Launch R C setup组装AL-***-*****AL-***-*****-01 连接电脑双击此图标打开驱动器电源并确认7 打开驱动器电源并确认7位数码管已打开在此阶段，驱动器可能处于报警状态。
在此阶段，驱动器可能处于报警状态。
运动控制连接驱动器-1点击Communication,选择Communication 点击Communication,选择Communication Setting Communication1.设置电脑线连接的COM端口1.设置电脑线连接的COM 端口设置电脑线连接的COM2. 系统默认波特率：*****bps) 系统默认波特率：*****bps)(保持默认值更好) 保持默认值更好)系统默认主轴数：3. 系统默认主轴数：#1 (选择所需的主轴数) 选择所需的主轴数)点击”OK” ”OK”完成设置4. 点击”OK”完成设置运动控制连接驱动器-2点击Communication,选择Offline 点击Communication,选择Offline - Online Communication 如果出现“Not Connected”, 检查电源或驱动器与电脑的连接线，然后回到幻灯片“连接驱动器-1”,按提示操作。
点击“Connected”点击”Exit”完成设点击”Exit”完成设”Exit” 置运动控制马达参数设置-1点击Parameter 选择Motor 点击Parameter ,选择Motor Parameter Setting点击此键运动控制马达参数设置-2选择马达类型选择电源电压选择驱动器容量选择马达型号点击“OK” 点击“OK” 完成设置运动控制马达参数设置-32. 点击保存键输入的马达型号显示为红字。
1. 输入的马达型号显示为红字。
红字表示更改的参数没有保存到驱动器中。
电气工程中电气自动化融合技术的应用探讨
电气工程中电气自动化融合技术的应用探讨目录一、内容概要 (3)二、电气工程与电气自动化融合技术概述 (4)2.1 电气工程简介 (5)2.2 电气自动化技术简介 (6)三、电气自动化在电力系统中的应用 (7)3.1 电网自动化系统分析 (9)3.1.1 智能电网架构 (10)3.1.2 分布式能源系统与智能电网的融合 (12)3.2 智能变电站的应用 (13)3.2.1 自动监控系统 (15)3.2.2 状态检测与故障诊断 (16)四、电气自动化在电机和驱动系统中的应用 (18)4.1 高效电机控制与应用 (19)4.1.1 变频技术的应用 (20)4.1.2 精确实时控制 (22)4.2 驱动系统的智能化 (23)4.2.1 实时监控 (24)4.2.2 远程控制系统 (26)五、嵌入式计算在电气自动化中的应用 (27)5.1 嵌入式技术在供电系统中的应用 (28)5.1.1 主站微控制器 (30)5.1.2 通信解决方案 (31)5.2 嵌入式系统与传感器融合 (33)5.2.1 环境监控系统 (34)5.2.2 预警与故障预防 (35)六、光电传感器和物联网在电气工程中的应用 (36)6.1 光电传感器在自动化技术中的作用 (38)6.1.1 位置检测 (39)6.1.2 智能材料与结构健康监测 (41)6.2 基于物联网的电力管理系统 (42)6.2.1 故障诊断与服务 (44)6.2.2 数据驱动的性能优化 (45)七、未来发展趋势与挑战 (46)7.1 新材料与新能源对电气工程的影响 (47)7.2 智能化与人工智能的进步 (49)7.2.1 智能硬件 (50)7.2.2 自适应控制 (51)7.3 工业4.0背景下的电气自动化创新 (53)7.3.1 工业互联网 (54)7.3.2 数字化制造 (55)八、结语 (56)一、内容概要电气自动化作为现代电气工程领域的核心技术之一，其应用范围已经延伸到了电力系统、智能制造、新能源、交通运输等多个行业。
摩托罗拉的品牌涅磐
“第一代”模拟制式与“第二代”CDMA之间的“一代半（1.5G）”技术，仅是一种过渡，没有可观的
市场前
景；亚洲的手机市场上模拟制式将继续几年，然后直接升级到更为先进的CDMA。但市场的发展是以消
费者的意志为转移的，仅仅过了不到三年，GSM数字手机大行其道，成为了内地手机市场的主流技术。
摩托罗拉却眼睁睁看着自己的技术优势被别人抢了先。摩托罗拉的先进技术无容置疑，这也是其最具
5. 诺基亚的冲击强化了摩托罗拉品牌老化的印象。从1997年下半年开始，诺基亚手机的销量超
过了摩托罗拉。在全球9.3亿用户中，有3亿人选择了诺基亚。据诺基亚公司的调查显示，超过80％ 的用户在替换手机时仍然选择诺基亚品牌。忠诚于诺基亚品牌的客户大大超过了它的竞争对手。 究其原因，是因为诺基亚准确地把握了手机的消费趋向，了解消费者的需求。诺基亚顺应了新时代 消费者表达个人独特情感和自我表现的个性化需要。
托罗拉是以科技起家、以科技为先导的一家传统意义上的高科技企业，产品导向的工程师精神在其企 业文化中占有相当份量。虽然在实验室内这种精神确实令人敬佩，但是在向市场推进时，却容易导致 严重失误。例如GSM的问题：
从表面上看，摩托罗拉丧失在GSM上的先手是市场预测错误，而实质上却源于其工程师精神的企
业文化制约。1994年中国GSM网络刚接通时，摩托罗拉是完全掌握这一技术的，但它认为GSM是介于
Lunar Roving Vchicle Radio 球第一款登月的调频无线接收机 1971
第一部商用手机、
Dynatac 全球第一款商用移动电话机 1983
第一次使人类从月球传输信息、
Microtac 创全球最小记录的移动电话 1989
第一款触摸屏PDA移动电话…… 一次次成功见证了摩托罗拉不懈的追求。 设计走到今天，已变成一种继往开来的感悟， 在回顾与畅想的历炼中，
SN160系列变频器 使用说明书
目录1.安全注意事项 (1)1.1.安全信息定义 (1)1.2.警告标识 (1)1.3.安全指导 (2)2.产品简介 (4)2.1. 快速启动 (4)2.2.产品规格 (6)2.3.产品额定值 (8)2.4.结构示意图 (9)3.安装指导 (13)3.1. 机械安装 (13)3.2.标准接线 (16)3.3.配线保护 (21)4.键盘操作流程 (22)4.1.键盘简介 (22)4.2键盘显示 (23)4.3键盘操作 (24)5.功能参数一览表 (26)5.1F0组基本功能组 (27)5.2F1组启停控制 (29)5.3F2组V/F控制参数 (30)5.4F3组第一电机矢量控制参数 (31)5.5F4组矢量控制参数 (32)5.6F5组转矩控制参数 (33)5.7F6组输入端子 (34)5.8F7组输出端子 (36)5.9F8组故障与保护、加速过电流 (38)5.10F9组辅助功能 (42)5.12FB组控制优化参数 (46)5.13FC组PID功能 (47)5.14FD组摆频、定长和计数 (48)5.15FE组多段指令、简易PLC (48)5.16FF组功能码管理 (51)5.17P0组通讯参数 (51)5.18P2组AIAO校正 (52)5.19P3组AI曲线设定 (52)5.20P4组用户定制功能码 (53)5.21U0组监视参数组 (54)6.详细功能说明 (56)6.1F0组基本功能组 (56)6.2F1组启停控制 (63)6.3F2组VF控制参数 (71)6.4F3组第一电机矢量控制参数 (78)6.5F4组矢量控制参数 (79)6.6F5组转矩控制参数 (81)6.7F6组输入端子 (82)6.8F7组输出端子 (91)6.9F8组故障与保护、加速过电流 (95)6.10F9组辅助功能 (102)6.11FA组键盘与显示 (110)6.12FB组控制优化参数 (113)6.13FC组PID功能 (114)6.14FD组摆频、定长和计数 (118)6.15FE组多段指令、简易PLC (120)6.16FF组功能码管理 (123)6.17P0组通讯参数 (124)6.19P3组AI曲线设定 (126)6.20P3组用户定制功能码 (127)6.21U0组监视参数组 (128)7.故障预防 (129)7.1故障处理 (133)附录A.通讯协议 (137)A.1. MODBUS协议简介 (137)A.2. 本变频器应用方式 (137)A.3. 命令码及通讯数据描述 (142)A.4. 数据地址的定义 (143)A.5. 读写操作举例 (146)A.6. 常见通讯故障 (148)附录B. 技术数据 (149)B.1. 降额使用变频器 (149)B.2. CE 150B.3. EMC规范 (151)附录C.外围选配件 (152)C.1. 外围接线图 (152)C.2. 电源 (153)C.3. 电缆 (154)C.4. 断路器和电磁接触器 (155)C.5. 电抗器 (155)C.6. 制动电阻 (156)C.7. 尺寸图 (158)1.安全注意事项请用户在进行搬运、安装、运行、维护之前，仔细阅读本手册，并遵循本手册中所有安全注意事项。
施耐德电气Elau PacDrive3 Motion Control System
减少柜内安装宽度需求 – 竞争对比
安装宽度
mm 500
400
300 200 100 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
LXM62 B&R Acopos Multi
Siemens Sinamics Schneider LXM62
1000 Lines of Mixed Code. Code in ST 600 Boolean 200 Real A = B / C 200 Dint A=B+C
LMC 300C
LMC 400C
LMC 600C
8
Schneider Electric – Machine Solutions – Qin Huaxiong
22
创新 – LXM 62 连接
● 易于使用 (安装，调试，维护)
● 易于接线 ● 易于插拔操作 ● 易于机械固定/拆卸
Schneider Electric – Machine Solutions – Qin Huaxiong
23
电源模块LXM 62P
● 技术参数
D84A 容量(持续/峰值) 尺寸(宽/高/深) 电源 输入电压 控制电压 DC总线电压 集成功能 1AC208(-10%) .. 1AC270V (+10%) 3AC208V (-10%) .. 3AC480V (+10%) DC24V (-20% .. +25%) DC270V .. DC700V 22/45kW 42/84A 89/310/270mm D20A 67/100kW 10/20A 89/310/270mm
工业机器人现场编程-程序基础
目录
• 工业机器人编程基础 • 工业机器人编程语言 • 工业机器人编程实例 • 工业机器人编程技巧与优化 • 工业机器人编程发展趋势
01 工业机器人编程基础
编程语言介绍
Robot Framework：一种基于 Python的机器人测试框架，用于自 动化工业机器人的测试和验证。
模拟仿真
利用模拟仿真软件，模拟机 器人实际运行环境，对程序 进行测试和验证，确保程序 在实际应用中的正确性。
程序优化技巧
算法优化
根据实际应用场景，选择合适的算法 和数据结构，提高程序的执行效率和 稳定性。
循环优化
通过减少循环次数、使用循环变量等 方法，优化循环结构，提高程序的运 行速度。
函数优化
将重复的代码块封装成函数，减少代 码冗余，提高代码可读性和可维护性。
Fanuc Arcus：针对Fanuc机器人的 编程语言，具有高效、稳定和易维护 的特点。
KUKA Programming Language (KPL)：专为KUKA机器人设计的编程 语言，具有简单易学的特点。
ABB RobotStudio：ABB机器人专用 的编程软件，支持多种编程语言，包 括C和Python。
调试功能。
编程流程概述
程序设计
根据需求分析结果，设计机器 人的运动轨迹、逻辑控制等程 序模块。
仿真测试
在模拟环境中测试机器人程序 的正确性和稳定性。
需求分析
对机器人应用场景进行详细分 析，明确机器人的任务和要求。
程序编写
使用指定的编程语言，按照程 序设计要求编写机器人程序。
现场调试
将机器人程序部署到实际工作 场景中，进行现场调试和优化。
多线程编程
SmartMotor伺服电机
Moog Animatics是全集成伺服技术的全球领导者，精密运动控制产品和系统的全球设计商，制造商和集成商。
Moog的高性能系统控制着军用和商用飞机，卫星和太空飞行器，运载火箭，导弹，工业机械，风能，船舶应用和医疗设备。
当客户需要创新的解决方案时，就需要Moog Animatics。
Moog Animatics为客户的运动控制问题提供最有创意和最完整的答案而感到自豪。
Moog Animatics的SmartMotor™是具有无与伦比功能的集成伺服电机，推出之后不久，Moog Animatics和SmartMotor™就获得了年度产品奖，并获得了电子产品，《设计新闻》，《产品设计与开发》，《公司》杂志等的认可。
与Moog Animatics 5类产品线相比，传统集成伺服器的处理速度要快5倍，以及带有工业以太网的6类产品线，Combitronic™通信选项正在改变整个行业。
Moog Animatics的成功归功于Moog Animatics采用集成运动控制和放大器的独特方法：无需物理调整的全数字系统。
这意味着最大的MTBF，更大的耐用性和可维修性，减少的开发时间和降低的成本一.SmartMotor电机性能特点SmartMotor伺服电机内部的完整运动控制系统迄今为止，使Moog Animatics SmartMotor™成为业界功能最强大的集成电动机的原因在于其独特的控制整台机器的能力。
SmartMotor电机不仅仅是一种产品; 它是一个完整的运动控制系统，是创新设计理念的副产品。
真正集成运动控制的先驱和公认的全球领导者应该期望拥有无与伦比的编程简便性，联网功能，高度灵活和可扩展的I / O以及高功率密度伺服性能。
简单性和易用性不仅仅是“紧凑”; 它可以总体上减少机器开发时间(缩短产品上市时间)，降低机器总成本，提高现场可靠性并简化机器设计和制造时间，从而避免了繁重的采购和支持活动。
与标准CiA 301 CANopen设备的接口I / O设备CAN总线主站在同一CAN总线上操作多个SmartMotor™伺服器和多个I / O设备同时支持PDO和SDO协议(有一些限制)SmartMotor™实现了全机控制-无需其他HMI或总线主控器低温范围(LTR)SmartMotor™专为在极端严酷的环境和高海拔条件下稳定而可靠地运行而设计。
轨道交通电力机车核心部件智能制造新模式应用
电力电气 I ELECTRIC POWER轨道交通电力机车核心部件智能制造新模式应用郭峰张海军(成都中车电机有限公司，四川成都610000)摘要：文章对轨道交通电力机车核心部件实施智能制造的必要性进行分析，结合产品和工艺特点，按照智能化、信息化、数字 化生产的设计理念，建设电机定子铁芯叠装、线圈制作、定转子嵌线等核心部件以及整机组装智能化示范生产线，综合应用 智能感应技木、生产过程控制技术、智能检测技术、智能物流与仓储技木，实现涵盖设计、生产、检测、物流全流程的自动 化、信息化、智能化、网络化智能制造新模式，为同行业实施智能制造提供参考。
关键词：电力机车：核心部件；智能制造；新糢式 文献标识码:A中图分类号：U260文章编号：2096-4137 (2020) 22-108-03 DOI：10.13535/ki.10-1507/n.2020.22.44Application of new mode of intelligent manufacturing for core components of rail transit electriclocomotivesGUO Feng, ZHANG Haijun(Chengdu CRRC Motor Co., Ltd., Chengdu 610000, China)Abstract:The article analyzes the necessity of intelligent manufacturing of core components of rail transit electric locomotives, combines product and process characteristics,and builds motor stator core stacking,coil production,stator and rotor embedding etc. core components and complete machine assembly intelligent demonstration production line,comprehensive application of intelligent induction technology,production process control technology,intelligent detection technology,intelligent logistics and warehousing technology,to achieve the new model of automation,intelligent and networked intelligent manufacturing covering the entire process of design,production,testing,and logistics,to provides a reference for the implementation of intelligent manufacturing in the same industry.Keywords:electric locomotive;core components;intelligent manufacturing;new model1实施智能制造的必要性轨道交通具有环保、低碳、节能、运量大、速度快、安 全可靠、集约用地等优势，是解决城市交通拥堵、环境污染 严重、能耗过高等问题的最佳选择。
离体脊髓同侧中央管周围区电刺激诱发运动神经元突触反应
离体脊髓同侧中央管周围区电刺激诱发运动神经元突触反应秦雯;郑超;王邦安;汪萌芽【摘要】目的：探讨新生大鼠脊髓切片同侧中央管周围区（iPCC）向运动神经元（MN）兴奋性突触传递的细胞电生理特性。
方法：应用新生大鼠（8～14 d）脊髓切片MN细胞内记录技术，观察iPCC局部电刺激在MN所诱发的突触反应。
结果：在14个测试的MN，观察到iPCC电刺激可在11个MN上诱发兴奋性突触后电位（iPCC-EPSP），在1个MN上诱发抑制性突触后电位（iPCC-IPSP ），在2个 MN上诱发iPCC-EPSP后复合有iPCC-IPSP的反应。
iPCC-EPSP不仅具有刺激强度依赖性和膜电位依赖性，而且可以被低钙高镁溶液或TTX（0．1μmol/L）可逆性取消。
荷包牡丹碱和士的宁能增大iPCC-EPSP，但谷氨酸受体拮抗剂 APV（30μmol/L）和DNQX（1μmol/L）仅部分抑制iPCC-EPSP。
结论：iPCC的激活可通过兴奋性突触传递调制MN的活动，其介导递质除谷氨酸外，可能还有其他递质的参与。
%Objective:To explore the cellular electrophysiological proper-ties of the excitatory synaptic transmissions from the ipsilateral pericentral canal(iPCC)zone to motoneurons(MN)in neonatal rat spinal cord slices. Methods: The intracellular recording techniques were performed in MN of spinal cord slices isolated from neonatal rats(8-14 days old),and focal e-lectrical stimulation of the iPCC zone was applied to evoke the synaptic responses.Results: In 14 MNs tested, excitatory postsynaptic potentials ( EPSPs) ,inhibitory postsynaptic potentials ( IPSPs) and EPSP followed by IPSP were elicited by iPCC stimulation ( iPCC-EPSPs or iPCC-IPSPs) in 11,1 and 2 MNs, respectively.The iPCC-EPSPs were sensitive to low Ca2+/highMg2+solution or tetrodotoxin and presented with stimulus in-tensity-dependent and membrane potential-dependent properties.The iPCC-EPSPs were increased by bicuculline and strychnine,but only par-tially eliminated by the perfusion of APV(30 mol/L),and DNQX(1 mol/L) ,the antagonists of glutamate receptors.Conclusion:These results sug-gest that the activation of the iPCC zone may modulate the activities of MN in neonatal rat spinal cord by excitatory synaptic transmissions .Apart from glutamate,additional neurotransmitters may be involved in mediating the iPCC-EPSPs.【期刊名称】《皖南医学院学报》【年(卷),期】2013(000)006【总页数】5页(P431-435)【关键词】突触传递;脊髓;运动神经元;谷氨酸;乙酰胆碱;电生理学【作者】秦雯;郑超;王邦安;汪萌芽【作者单位】皖南医学院细胞电生理研究室，安徽芜湖 241002;皖南医学院细胞电生理研究室，安徽芜湖 241002;皖南医学院细胞电生理研究室，安徽芜湖241002;皖南医学院细胞电生理研究室，安徽芜湖 241002【正文语种】中文【中图分类】R338脊髓运动神经元(motoneuron，MN)作为运动控制的“最后公路”，其活动依赖于多种通路的调控，包括外周传入、各种下行通路和脊髓内的神经元网络等［1－2］。
《工业机器人技术》课程标准
[课程] 《工业机器人技术》课程标准1 课程概述1.1 课程名称：工业机器人技术1.2 课程性质：专业核心课1.3 参考学时：56学时1.4 参考学分：2.5学分1.5 开设时间：第四学期2 课程性质和任务本课程是工业机器人技术专业的一门专业核心课程，是必修课。
其任务是：使学生掌握工业机器人系统构成、工业机器人编程等知识和进行机器工作站系统建模及仿真等技术，培养学生具备一定的工业机器人编程及仿真设计能力。
内容包括工业机器人典型应用案例、离线编程基础、机器人工作站系统模型、程序及轨迹设计、工业机器人现场编程基础知识等。
3 课程目标3.1 知识目标（1）熟悉工业机器人离线编程应用领域；（2）掌握离线编程软件安装过程；（3）掌握离线编程软件的工作界面使用方法；（4）掌握工业机器人工作站系统外部设备模型构建方法；（5）掌握工业机器人仿真工作站的构建流程；（6）掌握工业机器人工作站的离线编程方法；（7）掌握工业机器人工作站的仿真测试方法；（8）掌握机器人工件及工作站设备的三维建模与设计分析。
（9）掌握工业机器人的现场手动操纵。
（10）掌握工业机器人的现场轨迹编程及设计。
3.2 能力目标（1）能安装工业机器人离线编程软件；（2）能构建工业机器人工作站系统模型；（3）能按要求在离线编程软件下编写工作站控制程序；（4）能对工业机器人工作站进行仿真测试。
（5）能对工业机器人进行现场操纵及编程操纵。
3.3 素质目标（1）具有分析与决策能力；（2）具有发现问题，解决问题的能力；（3）具有良好的心理素质、职业道德素质以及高度责任心和良好的团队合作能力；（4）具有组织管理能力；（5）培养良好的职业素养和一定的创新意识；（6）养成“认真负责、精检细修、文明生产、安全生产”等良好的职业道德；4 课程设计思路根据职业能力标准，以重点职业能力为依据确定课程目标，依据职业能力整合所需相关知识和技能，设计课程内容，以工作任务为载体构建“能力递进”课程。
基于溯源分析的脑电信号事件相关去同步化研究
基于溯源分析的脑电信号事件相关去同步化研究王雨晴【摘要】本文初步探讨了运动想象、实际运动时诱发的事件相关区同步化现象.使用sLORETA软件,分别计算33位受试者休息、运动想象、实际运动时,Mu、Beta 频段对应的大脑电流源密度分布,并对该结果进行归一化.对休息和运动想象、休息和实际运动、运动想象和实际运动时,两频段电流源密度的归一化结果进行配对t 检验.发现:在Mu、Beta频段下,受试者运动想象时,突显网络、辅助运动区、主运动区、运动前区、初级次级运动感觉皮层和顶额镜像神经元系统感觉出现了显著的去同步化现象(P<0.01);在Mu、Beta频段下,受试者实际运动时,初级次级运动感觉皮层、主运动区和顶额镜像神经元系统出现了显著的去同步化现象(P<0.05).在Mu、Beta频段,相比于实际运动,受试者运动想象时,初级次级感觉运动皮层和顶额镜像神经元系统的电流源密度更大,但无统计学差异(P>0.05).【期刊名称】《电子世界》【年(卷),期】2017(000)024【总页数】2页(P40-41)【关键词】脑电;溯源分析;运动想象;实际运动;事件相关去同步化【作者】王雨晴【作者单位】重庆大学UC联合学院【正文语种】中文引言运动想象指：受试者想象执行某一动作，而没有产生任何肢体运动[1]。
相关研究表明，运动想象与运动执行时激活的脑区及强度相似，包括初级体感皮层、运动前区、辅助运动区、主运动区、扣带回、顶叶皮层等[2]，只是执行不同任务时，这些脑区的功能连接存在差异。
当大脑皮质层某区域收到动作指令或想象运动等刺激时，因被激活，此时该区域代谢加快，进行信息加工导致特定频段的脑电信号的振幅减低，这种电生理现象称为事件相关去同步化(eventrelated desynchronization , ERD)。
大量研究表明，受试者执行实际运动或运动想象时，感觉运动皮层和大脑顶区的Mu(8-12Hz)和Beta（18-25Hz）节律会出现能量衰减(ERD)[3]。
中国矿业大学徐海学院-徐海电磁一队技术报告
关键词：智能汽车；电磁检测；飞思卡尔；PID 调节
V
第一章 引言
1.1 概述
“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛是由教育部高等学校自动化专业教 学指导分委员会主办的科技竞赛。该竞赛以“立足培养，重在参与，鼓励探索， 追求卓越”为指导思想[1]，旨在促进高等学校素质教育，培养大学生的综合知识 运用能力、基本工程实践能力和创新意识，激发大学生从事科学研究与探索的 兴趣和潜能，倡导理论联系实际、求真务实的学风和团队协作的人文精神。 比赛按照车模识别路线方案分成摄像头组、光电组和电磁组。通过采集道 路图像信息进行路径检测的车模属于摄像头组；通过采集道路少数离散点反射 亮度进行路径检测的车模属于光电组；通过感应由道路中心电线产生的交变磁 场进行路径检测的车模属于电磁组[2]。其中摄像头组和光电组是历届常规项目， 电磁组是第五届新设立的比赛项目。 全国大学生智能汽车竞赛通常在每年的 10 月份公布次年竞赛的题目和组织 方式，并开始接受报名。次年的 3 月份进行相关技术培训，7 月份进行分赛区竞 赛，8 月份进行全国总决赛。中国矿业大学徐海学院于 2009 年第一次参加全国 智能车竞赛，共有两支队伍参加，获得分赛区三等奖一项；2010 年组织了四支 参赛队伍参加，获得分赛区三等奖四项；2011 年组织了六支参赛队伍参加，获 得分赛区一等奖两项、二等奖一项、三等奖两项、优胜奖一项。智能车竞赛得 到了学院领导和电工电子实验中心的大力支持。学院大学生科技创新基地自 2009 年开始每年举办学院智能车大赛，为“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛选拔人 才。经过三年参赛实践，逐渐形成了兴趣发现、专业培训、能力提高、选拔竞 赛等完整的培养方式，提高了学生解决实际问题的能力。 本报告将针对在制作和调试徐海电磁一队智能车过程中涉及的：车模机械 结构调整、传感器和舵机安装、信号采集与处理、飞思卡尔系统板、电机驱动 模块、软件算法等部分进行详细介绍。报告最后给出了车模的详细技术参数。
薄圆盘形转子5自由度磁悬浮轴承系统研究
参考文献：
［１］ Ｋｏｉｃｈｉ Ｏｋａ，Ｔｏｓｈｉｒｏ Ｈｉｇｕｃｈｉ．Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ Ｍｏｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ［Ｊ］．Ｆｏｕｒｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａ－ ｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｂｅａｒｉｎｇｓ，１９９４，８：１３１－１３７．
图４ ５自由度同时悬浮时的位移波形图
从实验波形图可以看出采用分散控制能够使 ５ 个自由度同时悬浮，从波形的平滑程度看，本系统
的悬浮效果还是不错的。转子稳定悬浮后盘式电机 开始工作，使转子转动起来。关于转子的转动将另 文讨论。
５ 结论
本文针对一种新型的薄圆盘形转子 ５ 自由度磁 悬浮轴承结构和整个系统模型进行了具体的研究， 这种结构的磁悬浮轴承和以往的轴类磁悬浮轴承相 比有很大的不同，这种结构的磁悬浮轴承轴向可以 做得很短，适合一些轴向空间小的场合使用。
此系统轴向 ３ 个自由度（沿 ｚ 轴的移动和绕 ｘ、 ｙ 轴的转动）用 ３ 个轴向磁悬浮轴承控制，采用 ３ 点 确定一个平面的原理使圆盘能够工作在一个平面 上；用一个径向磁悬浮轴承控制圆盘在径向 ２ 个自 由度（沿 ｘ、ｙ 轴）的移动，只有绕 ｚ 轴转动的自由 度不施加控制，这样 ５ 个自由度的磁悬浮轴承同时 工作使薄圆盘形转子悬浮起来。转子稳定悬浮后盘 式电机开始工作，使转子转动起来。
［３］ 王金刚，宫宵霖，杨锡劢等．基于ＶｘＷｏｒｋｓ嵌入式实时系统 设计［Ｍ］．北京：清华大学出版社，２００４．
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MOT01 运动控制与机电融合Mike Zheng Motion Product Manager, China(Confidential – For Internal Use Only)Copyright © 2008 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved. 1Agenda1.机器设计 机器设计 2.机器设计与机电融合 机器设计与机电融合 3. 举例演示 4. 总结和发展 5. Q&A(Confidential – For Internal Use Only) Copyright © 2008 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved.2精度 及其 可重复性 (RETURN)最差情况目标位置 起始精度位置Move 1 Move 2 Move 3 Move 4 Move 5确定性 偏差time [s]Velocity = Acceleration = Jerk =(Confidential – For Internal Use Only) Copyright © 2008 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved. 3设备中的运动控制系统• 运动控制系统主要由三部分组成– 定位装置（机械） – 驱动和电机 – 运动控制器• 所有这些元件都需要仔细选择，要保证整个系统的性能出 色，需要首先规划机械定位装置 • 如果机械装置不能达到预期要求，那么驱动、电机和运动控 制器也无法使之有任何改善。
Source: Alan Petersen President Primatics Inc.(Confidential – For Internal Use Only) Copyright © 2008 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved. 4关于机械传动• 很多机械传动机构都会给您的系统带来回程误差– 不合适的连轴器（例如柔性连轴器和键槽空隙） – 滚珠丝杠螺纹间隙 – 大于10弧分间隙的减速机• 有些机械机构会使得系统变‘软’– 有些运动组件的弹簧效应会导致系统变‘软’ – 皮带伸缩 • 纤维制的皮带会使其很‘软’ • 有可能尽量使用内置钢丝的同步带 – 长轴，扭力杆或者长的滚珠丝杠会产生类似发条的效果 – 如果加速度足够快，任何系统都会呈现出‘弹性’–这些设备会很快导致其精度和稳定性的下降 –这些设备会很快导致其精度和稳定性的下降(Confidential – For Internal Use Only) Copyright © 2008 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved. 5计算驱动和电机合适的选择 • 经验？估算？ • 能否参照现有的伺服电机，或者将交流电机的功率（千瓦数或马力）直 接转换成伺服电机所需的扭拒大小？– 各家的伺服电机制造商是根据不同的工艺方法和环境因素来标定各自产品的。
相互参照选型往往导致驱动和电机选大或选小。
• T=9550*P/N– 尽管扭拒和转速对于电机选择极为重要，然而系统惯量实际上“更加”重要。
当根据公式将功率（马力、千瓦）转换成扭拒的时，并不会考虑到惯量，这可 能导致系统选小。
– 有考虑过工作环境么？ • 驱动和电机的工作环境温度？ • 是否有防暴需求呢 – 现有的驱动和电机是如何选择出来的呢？合适的选型＝ 合适的选型＝运动控制选型工具 现有的设备参数＋ ＋现有的设备参数＋所需要的运行曲线和轨迹信息(Confidential – For Internal Use Only) Copyright © 2008 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved. 6驱动和电机的计算 － 惯量负载和电机的惯量匹配与否很重要么？– 绝对重要!• 应该遵循什么样的惯量比呢？– 仍然推荐尽量小于10:1 (负载：电机）的惯量比 – 如果是很高速/或者是高精度要求的，尽可能的小于 3:1• 为什么会有惯量比的问题– 要应对负载的大惯量，伺服轴的增益需要成倍增加 – 伺服会持续在编码器+/-脉冲之间反复“抖动”， 以确认其当前位置 – 任何的电机反转的时刻，由于负载的柔性，驱动器可能会认为负载突 然失去或者获得 – 因为在没有负载时并不需要如此高的增益，因此，任何系统的弹性或 者间隙都可能导致系统的不稳定。
现有的机器设计和制造情况下是如何考虑和验证这些指标的呢？ 现有的机器设计和制造情况下是如何考虑和验证这些指标的呢？(Confidential – For Internal Use Only) Copyright © 2008 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved. 7机器设计机械设计• • • • • • • • 确定设备工艺 机械图纸 负载大小：质 量、惯量 机械传动机构 计算电机大小 确定认可的精 度和重复误差 机械工作环境 防护防爆等级 • • • • •控制设计获得设备工艺 选择控制器 编制控制时序 确定运动曲线 参数整定 • • • • • •电气设计电气图纸 计算驱动器 计算电缆 电气元件布置 盘柜设计 施工、接线图 • •软件设计编制程序 设计人机界面(Confidential – For Internal Use Only) Copyright © 2008 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved.8机器设计 －原型机机械设计控制设计电气设计原型机软件设计能否确保系统性能和成本的最佳优化呢？ 能否确保系统性能和成本的最佳优化呢？(Confidential – For Internal Use Only) Copyright © 2008 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved. 9机电融合 vs. 机器设计LogixMotion Analyzer3D CAD Design“多个工程学科的配合…”机电一体化的设计是指 机械、电气和控制设计工程师之间的大胆协同合作。
其结果是使得机器设计得到优化从而提高整体控制性能。
(Confidential – For Internal Use Only) Copyright © 2008 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved. 10–慢、复杂、易错–凭感觉、经验的决策–快速、简单、精确–基于事实的决策–设计优化为了能有效提高设备的生产），设备制造者们开始关注于增加设备的自动化机电一体化(或机械电子工程) 是由机械工程、电子工程和软件工程结合而成的一门科学。
机电一体化设计需要机械、电气和控制工程师们的倾力合作，他们的作品是一个高度优化的高性能机械设备。
–设备的指标就是指那些表明设备生产能力的数值（PPM（每分钟生产产品数）×OEE（设备利用率））–优化设计可以在不增加额外成本投入的情况下，增加设备的生产能力•设备的耐用性–设备的最终使用者和操作员越来越关心设备耐用性。
–效率分析可以用来减少能量消耗和降低能量损耗。
•更创新更创新，，更敏捷–带来更短的项目实施时间，这往往意味着能更快赢得合同，甚至使设备具有更高的附加值。
–虚拟的原型机设计法能有效缩短“设计、开发和实施”的周期.•降低风险–任何的更改设计，都会有各种风险–模拟设计能通过在实施之前模拟出可能的结果，来尽可能的降低风险。
在产品开发过程中过迟的发现和修改设计往往意味着增加10倍甚至100倍的成本[主要的轮胎行业OEM厂商]通过这种方法，我们能有效降低制造原型机的成本到原来的十分之一，为项目开发节约成千上万美元的投入成本（领先的OEM包装机制造商）产品更全面的产品线提供了诸如直驱电机、直线平台、复合运动平台和伺服电动缸等能提供更好的机电一体化性能的产品。
专家支持机电一体化方面的全面支持和服务，将增强你的团队整体实力。
虚拟化设计工具产品运转寿命预测系统效率分析电压等级冗余分析集成三维CAD设计机械工程师设计直线运动机构时，必须对多种的部件进优化后•只需要简单的输入负载参数以及如何驱动等条件，就可进行选型。
得到提高•设计时间得到明显缩短（至少一个轴节约1天时间）•减少设计错误，节约了从设型了。
使用寿命预测系统整定模拟优化前•想要整体的预测整个伺服驱动系统性能，几乎是不可能的。
•有必要设计出一套衡量系统方案性能的解决方案。
优化后•和一般使用一样只需输入项目的信息数据，并进行选型就可以了。
•运行整定模拟工具，模拟出系统在不同环境中可能的运行情减速比设计分析减速比设计分析工具可以帮助设计 工程师对减速机、同步带和滚珠丝 杠进行选型。
这个工具提供了多种尝试性优化的 选项，例如改变电机或是改变机械 会使整体方案更优化？提供了多种 优化的解决方案和尝试。
优化前 • 机械部件选型和设备性能之 间的关系比较模糊，往往只 是通过经验来进行选型。
优化后 • Motion Analyzer引导工程师 选择较为优化的机械结构方 案。
• 选型变得真正的 ‘机电一体化 ’得到提高 • 由于机械结构的优化，设备 的性能得到大幅度提高 • 可以选择小尺寸的电机和驱 动器，继电器等，节约安装 空间21(Confidential – For Internal Use Only) Copyright © 2008 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved.系统冗余度分析系统冗余度分析工具分析了系统的 运动时间、负载质量、损耗、环境 温度等，都处在一个合理的范围之 内。
这个功能可以预测出设备将来做改 进以及提升性能的潜力，或者本身 可能具有的弱点，这些都可能是需 要写入到设备说明中的信息。
优化前 • 尽管设计工程师能选出合适 的伺服驱动系统，但是要他 们回答出设备的能力限制， 通常不那么容易 • 系统常常运行在危险的边缘优化后 • Motion Analyzer能迅速的预 测出系统改进的潜力和设计 时留出的余量 • 提醒工程师可能需要改变机 械部件的选材得到提高 • 减少在现场更改设计的几率 来降低支出 • 不改变配置提升设备的性能 。
22(Confidential – For Internal Use Only) Copyright © 2008 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved.急停性能分析设备设计者面对的最大的挑战之一，就是如何在设 备的性能和安全性之间得到和谐的统一。