湖南省長沙市車站北路湘域智慧南塔6樓
安徽省合肥市高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)科學(xué)大道110號新材料園F9A號樓511室
0731-84284278
0731-84284278
service@hncsw.net
0731-84284278
基于NI PXI平臺實現(xiàn)針對無框力矩電機、空心杯電機等多類型電機MCU的快速原型仿真和低成本硬件在環(huán)測試
2025-09-03
NI主控、電機與機械部件核心測試方案拆解
主控系統(tǒng)是機器人的大腦，負責(zé)其智能與決策，其電機提供運動能力的強大肌肉，而其復(fù)雜的機械部件則構(gòu)成了賦予其結(jié)構(gòu)的堅韌骨骼。確保這套“大腦、肌肉與骨骼”系統(tǒng)的安全性、可靠性與最佳性能是重中之重。NI提供靈活、可擴展且開放的解決方案，全面賦能機器人主控、電機與機械部件的測試。
無框力矩電機與空心杯電機是人形機器人中關(guān)鍵的執(zhí)行部件，分別應(yīng)用于大關(guān)節(jié)的直接驅(qū)動（如肩、肘、髖等）和精細部位的動作控制（如手指、手腕、頭部等）。
前者具有高扭矩和零背隙優(yōu)勢，適用于動態(tài)運動和平衡控制，后者則以體積小、響應(yīng)快的特點，滿足高精度、輕量化的控制需求。對這類電機MCU進行硬件在環(huán)（HIL）測試至關(guān)重要，它可以在不依賴真實電機的前提下，仿真電機動力學(xué)響應(yīng)，驗證控制算法的穩(wěn)定性與魯棒性，確保在異常工況下依然安全可靠運行。
用戶反饋仿真電機時，市面上各類專有電機模型仿真軟件許可證昂貴，且不一定適用。因此，許多客戶會選擇使用Simulink進行自定義特殊模型仿真。
圖1：人形機器人電機快速原型仿真系統(tǒng)與電機MCU HIL測試系統(tǒng)架構(gòu)
NI的電機MCU HIL測試系統(tǒng)允許用戶通過VeriStand將Simulink、C/C++、LabVIEW等不同工具開發(fā)的電機模型部署在PXI系統(tǒng)上，無需額外采購昂貴的電機仿真軟件或另搭平臺，大大節(jié)省成本和加速驗證。
用戶如需進行快速原型仿真，還可選擇通過 FPGA 將 MCU 算法部署在 PXI 實時系統(tǒng)中。通過靈活的配置，用戶可實現(xiàn)真實MCU控制真實電機，真實MCU控制仿真電機（如Simulink電機模型），仿真MCU控制真實電機，仿真MCU控制仿真電機四種測試模式。
另外，此架構(gòu)也支持域級多電機的聯(lián)調(diào)，人形機器人各部件和系統(tǒng)間的通信大多采用EtherCAT或Ethernet協(xié)議，主控板作為主站與各電機MCU從站通信，用戶可以在一臺NI PXI系統(tǒng)上仿真主站信號，而被測件從站可根據(jù)測試需求配置單個電機MCU或域級多個電機MCU。這樣的測試配置方式下，用戶可在同一平臺下進行不同項目的測試。
隨著機器人技術(shù)的不斷發(fā)展，對測試的要求也必會日益提升。只有通過完善而高效的測試體系，才能確保機器人在復(fù)雜多變的應(yīng)用場景中始終保持卓越表現(xiàn)。借助NI 的創(chuàng)新測試平臺，企業(yè)不僅能夠加速產(chǎn)品迭代，還能在安全性與可靠性上贏得更大優(yōu)勢，為人性機器人行業(yè)的未來發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)。
最新資訊
