本文以无刷直流电机为主要研究对象,设计实现一套基于TI TMS320F2803的机器人手臂关节控制系统,实现对机器人手臂关节进行精准、实时的控制。本文首先介绍了机器人手臂关节控制特点、控制需求,在此基础上,对控制对象直流无刷电机的结构及工作原理展开研究,重点分析了直流无刷电机数学模型,建立了适配机器人手臂关节控制的三闭环控制系统数学模型和传递函数,并结合计算机控制技术,设计了直流无刷电机三闭环计算机控制系统。硬件方面,采用TI公司出品的TMS320F2803数字信号处理器作为直流无刷电机三闭环控制的硬件设计核心,设计实现了控制器、电流/速度检测及滤波隔离器、位置检测及电压转换、PWM控制输出及驱动、上位机通信接口及电源管理等模块,并综合应用上述模块构建了无刷直流电机控制测试硬件平台,实现对无刷直流电机的驱动控制测试。软件方面,以TI提供CCS软件为工具,对硬件平台涉及的驱动,控制策略控制算法进行软件设计编程。整个设计包括系统初始化、三闭环控制电流环、速度环、位置环设计、中断事件响应的事件捕获、中断响应、PWM输出控制以及反馈信号的防抖动等模块设计。根据无刷直流电机特殊应用要求,本文提出了一种模糊自适应控制改进算法。最后,对设计的无刷直流电机三闭环控制系统进行了软件、硬件仿真、测试。在PC的MATLAB平台对控制算法进行了性能仿真,仿真结果表明,相比传统控制算法,本论文提出模糊自适应控制改进算法具备更小的稳态误差(超调量为不大于2%),更快速的响应速度(调节时间不大于5ms)。最后,在嵌入式硬件平台上对控制系统进行了功能验证测试,测试结果表明,所设计三闭环控制策略满足机器人手臂关节控制要求。