隨著現(xiàn)代化工業(yè)生產的不斷發(fā)展，助力機械手得到廣泛應用，但受成本和功能限制還不能獨立完成所有的物料搬運工作，大量的物料搬運工作仍需要人來完成。如何降低工人的勞動強度，提高工作效率，避免對工人的身體傷害，需要在傳統(tǒng)的專用工具和助力設備基礎上，研發(fā)生產新一代人機工程設備：智能助力機械手，也即伺服控制智能助力機械手，是一種可與操作者在同一物理空間實現(xiàn)人機合作作業(yè)的特種作業(yè)—助力機械手的零重力操作。

   助力機械手零重力操作控制系統(tǒng)的硬軟件包括單片機控制系統(tǒng)及其外圍電路設計、電機驅動電路設計，硬件基礎上的軟件設計。

   1、控制系統(tǒng)方案設計

   助力機械手實現(xiàn)零重力操作系統(tǒng)的速度伺服控制，可以有兩種控制方法：模擬式控制和數(shù)字式控制。

   兩種控制方法的區(qū)別在于控制器實現(xiàn)方式的不同：模擬式控制方法的控制器由模擬電路來實現(xiàn)，控制器的結構形式是固定的，只能在一定范圍內調整控制器的參數(shù)，其技術成熟，工作可靠，可以買到現(xiàn)成的產品；數(shù)字式控制方法的控制器由計算機程序來實現(xiàn)，控制器的結構形式可以通過改編程序來改變，控制器的參數(shù)和控制算法可以根據(jù)用戶需要來調整和選擇，需要進行軟件開發(fā)，工作量較大。

   由于本公司對重物提升系統(tǒng)的工作性能要求較高，要實現(xiàn)控制的智能化，簡單的伺服控制已不能滿足使用要求，優(yōu)先選用數(shù)字控制。根據(jù)系統(tǒng)結構并考慮成本，采用單片機控制就可以滿足使用要求。

   2、控制系統(tǒng)硬件

   系統(tǒng)工作原理：在新的采樣周期到來時，光電編碼器測得的電機速度反饋信號通過Encoder接口反饋到單片機。單片機系統(tǒng)通過A/D接口從上位機獲得電機給定速度，或是單片機系統(tǒng)自行給定電機速度。單片機系統(tǒng)根據(jù)給定的運動速度與實際速度的反饋信號相減，得出偏差，經過各種控制算法（如PI）得出控制量。單片機再把控制量輸出，經過功率放大，驅動直流電機，然后進入下一個采樣周期。

   LED顯示主要用于軟件調試和一些需要顯示特定參數(shù)的場合。這就是本調速控制器的工作原理。