机器人从20世纪中期诞生到发展至今,由于技术的难关在不断的突破,从第一代示教机器人到第二代带感官的机器人再到第三代智能机器人。从初期单一的机器人开始,到现在各个种类的机器人。比如:工业机器人、农业机器人、服务类机器人、娱乐机器人等。本论文研究的是弹电子琴机器人,它是娱乐机器人的一种。结合国内外的弹电子琴机器人的发展状况,目前已经研制出的弹电子琴机器人种类有:莫扎特音乐机器人、基于六自由度机械臂的弹电子琴机器人、基于SCARA的弹电子琴机器人和基于蜘蛛手的弹电子琴机器人。从这几种弹电子琴机器人中发现了一些问题,第一,因为六自由度机械臂、SCARA速度不是很快,所以很难实现一首音乐的艺术性。第二,与人类自己弹电子琴相比较这些机器人从外观感觉就不具备拟人化,给人的感觉只有硬机械化。分析和结合目前弹电子琴机器人的一些问题,本论文将会研制出一种基于双动子直线电机的弹电子琴机器人。本论文设计的基于双动子直线电机的弹电子琴机器人机器手机械结构与人手相似做到了拟人化,并且用直线电机替代了六自由度机械臂、SCARA等。是考虑到目前的直线电机速度快、加速度大等一些原因,直线电机可以实现人手快慢等动作节奏。首先,面向双动子电子琴机器人的永磁同步直线电机进行了结构及工作原理进行了简要分析,分析了矢量控制技术中将交流电机模型等效为直流电机模型的坐标变换方法。分别在三相静止坐标系、两相静止坐标系和两相旋转坐标系中建立了永磁同步直线电机的数学模型。分析了永磁同步直线电机矢量控制的基本原理和系统构成,总结了目前应用于矢量控制的各种电流控制方式,综合考虑PMSLM控制系统的实际特点及其应用场合确定最适用于PMSLM的控制方式,并分析了其中SVPWM控制技术原理,对SVPWM控制技术进行了仿真验证。根据总结出目标参数和结合永磁同步直线电机控制方式,从而确定了双动子直线电机平台设计。其次,本文对基于双动子直线电机电子琴机器人的直线电机控制方法进行了详细介绍,为了进一步提高电机速度和位置的精度性能,使用模糊PID算法对直线电机的速度和位置精度进行优化。为了验证该算法的优势,在论文做了 PID、模糊PID方法对电机速度和位置仿真对比。在图形对比发现,加入了模糊PID能够使电机运动精度提高。另外,电机的响应、抖动和抗干扰等性能都得到了改善。结论:模糊PID算法能够优化直线电机的控制精度。然后,针对电子琴机器人的多轴控制器系统的特点,电机加减速控制算法采用的是S形加减速算法,为进一步提高多电机同步控制精度,使用了基于模糊PID的多电机交叉耦合协同控制方法,并且用matlab/Simulink工具搭建了多电机模糊PID交叉耦合同步控制系统模型进行仿真,通过数据验证了该多电机控制方法明显提高多电机系统的同步控制精度。最后,进行智能机械手加工制作,并将机械手应用到双动子直线电机平台上,完成了双动子弹电子琴机器人的设备样机。运用多轴运动控制卡搭建起双动子电子琴机器人的控制系统,对智能机械手和双动子直线电机进行性能测试。之后将搭建成功的弹电子琴机器人设备结合琴谱弹奏,进行实验研究。实现了本文所设计的基于双动子直线电机弹电子琴机器人拟人化的弹奏。