随着自动化技术的不断发展,码垛机器人不断得到越来越广泛的应用。码垛机器人在提高生产效率和减少人力成本上的作用日益凸显,而码垛机器人关节伺服系统作为机器人控制系统的重要组成部分。其性能的好坏直接影响码垛机器人的性能。本课题从实际需求出发,结合基于ARM的STM32F103ZET6芯片,研究设计一套性能稳定可靠的码垛机器人关节伺服系统。首先,本文介绍了码垛机器人及其关节伺服系统相关技术的发展,分析了永磁同步电机的结构特点并对其建立了数学模型。并研究了永磁同步电机的矢量控制方法。通过采用PID控制方法,实现了动态、快速的位置控制,并在此基础上确定了伺服系统的控制方案。然后,采用STM32F103ZET6作为控制器电路的核心。设计了主控制芯片的通讯接口电路、电流检测、速度/位置检测电路、模拟量输出电路、故障检测及保护电路等外围电路,构成了一个工业机器人的控制器硬件平台。其次,电机控制算法通过Keil开发平台使用C语言编程实现。采用基于id=0的转子磁场定向矢量控制方法,完成了永磁同步电机的解耦控制,并采用积分分离的数字PID控制算法,以实现动态、快速的位置控制。最后,控制器样机进行了硬、软件测试,并使用该控制器对交流永磁同步电动机进行了联机调试。实验数据表明,该样机性能稳定,运行可靠,基本上可以满足码垛机器人关节伺服系统的需求。