伺服电机多目标协同控制研发平台以分层验证、逐步升级为核心，采购精密直线电机、倒立摆、XYZ型直线电机龙门、协作多自由度手臂四类设备构建完整研发体系：其中精密直线电机与倒立摆作为前端单轴精度验证单元，分别验证单轴跟踪精度与动态响应能力，为后续环节提供基础数据；XYZ型直线电机龙门作为中端过渡设备，跟踪复杂轮廓轨迹实现三轴联动以验证轮廓加工精度；协作多自由度手臂作为后端复杂协同载体，通过运动学算法控制多轴联动。最终构建伺服电机多目标协同控制研发平台，具体设备列表如下：
| 序号 | 设备名称 | 数量（套） |
| *-* | XYZ型直线电机龙门 | * |
| *-* | 协作多自由度手臂 | * |
| *-* | 精密直线电机 | * |
| *-* | 倒立摆 | * |
采购设备的具体技术要求如下：
设备名称：*-* XYZ型直线电机龙门
*、规格
（*）负载：≥*kg；
▲（*）工作范围：X轴≥***mm，Y轴≥***mm，Z轴≥***mm；
（*）自重：***kg-***kg；
▲（*）自由度：≥*轴；
（*）额定寿命：≥*****h；
（*）供电电源：***V AC。
*、性能
（*）平均功耗：≤*kW；
▲（*）运动精度：≤*.***mm；
▲（*）最大运行速度：XY轴≥****mm/s，Z轴≥****mm/s；
▲（*）最大加速度：XY轴≥*.*G，Z轴≥*G；
（*）编码器分辨率：≤*.**μm；
▲（*）重复定位精度：-*μm 至+*μm（包括-*μm和+*μm）；
（*）直线度：≤*μm/***mm；平面度：≥*μm/㎡；垂直度：-**arcsec 至+**arcsec（包括-**arcsec和+**arcsec）。
*、控制系统
▲（*）运动控制：采用工控机式的运动控制器；
★（*）运动控制器底层算法代码开源：全开源（提供源代码截图需要加盖投标人公章）；
★（*）是否支持二次开发：支持；
▲（*）视觉系统是否可以选配：支持。
*、电气系统要求
（*）供电：单相***V **/**Hz；
★（*）伺服驱动器类型：EtherCat通讯控制；
▲（*）工控机配置：CPU≥*核*线程，基础频率≥*.*GHz，最大睿频≥*.*GHz，≥*MB三级缓存；核显：具有集成核显，基础频率≥***MHz，动态频率≥*.*GHz，支持≥*K@**Hz输出：≥*G内存，≥***G 固态硬盘，≥*千兆网口，带wifi；
（*）电控保护功能：需要配备过载保护、过流保护及接地保护；
（*）显示器：≥**寸显示器；
★（*）运动控制器系统：采用开源的Linux系统；
（*）需要具有软限位及硬限位功能。
设备名称：*-*协作多自由度手臂
*、规格
▲（*）机器人负载：≥*kg；
▲（*）工作半径：≥****mm；
（*）机器人自重：≤**kg；
▲（*）关节自由度：≥*轴；
（*）额定寿命：≥*****h；
（*）供电电源：***V AC；
▲（*）编程：拖动示教，图形化界面；
▲（*）实验平台尺寸：长≤***mm，宽≤***mm；
▲（*）实验平台材质：方通焊接+钣金+**mm以上镀铬厚度平面大板。
*、性能
（*）功耗：≤*kW；
▲（*）安全：≥**项可调安全功能；
（*）协作机器人认证：通过CR认证（提供认证证书截图需要加盖投标人公章）；
▲（*）力测量分辨率：≤*.*N；
▲（*）力控相对精度：≤*.*N；
（*）笛卡尔刚度可调范围：*-****N/m；
（*）工作温度范围：*-**℃/**-**% RH（无冷凝）。
*、运动
▲（*）重复定位精度：-*.**mm 至+*.**mm（包括-*.**mm和+*.**mm）；
（*）运动参数
轴 运动范围 最大速度
A* ±***° **°/s
A* ±***° **°/s
A* ±***° **°/s
A* ±***° ***°/s
A* ±***° ***°/s
A* ±***° ***°/s
A* ±***° ***°/s
（*）工具段最大速度：≤*.*m/s。
*、特点
（*）IP防护等级：IP**；ISO洁净室等级：≥*；
（*）噪声：≤**dB（A）；
（*）机器人安装：任意角度；
（*）工具端I/O端口：≥*路数字输入，≥*路数字输出；工具通讯接口：RS***；工具连接器类型：M*工具I/O电源：**V *A；
▲（*）各关节配置力扭矩传感器。
*、控制系统
▲（*）控制柜：本体集成控制器；
（*）人机交互设备：笔记本/PAD/示教器/拖动交互面板；
（*）安全设备：手持使能≥*路/手持急停≥*路；
（*）底座IO端口：≥*路数字输入，≥*路数字输出，≥*路安全输入底座通讯接口：≥*路 Ethernet；
（*）底座输出电源 ：**V *.*A；
（*）拖动示教功能：拖动方式：笛卡尔空间/轴空间；示教方式：点位/连续轨迹；
▲（*）高动态力控：笛卡尔空间/轴空间阻抗控制；力控搜索运动规划；
（*）通讯协议：至少包含TCP/IP ***Mbit，Modbus TCP，Profinet ,Modbus TCP & EtherNet/IP Adapter，CC-Link，CC-Link IE Field Basic；
★（*）外部控制接口：支持高动态外部控制；底层力/位置控制接口；机器人模型库及API
（**）协同操作：拖动示教、安全适应的受监控停止、功率与力过载限制；
★（**）支持二次开发SDK。
*、视觉配套
（*）具有不少于颜色算法、形状算法、轮空算法等*种视觉算子；具有深度学习算法；
（*）具有机器人视觉引导软件；软件内置轨迹规划算法。
*、功能
★（*）通过视觉定位及分类，可以控制机器人抓取对应产品放置到对应区域；
（*）视觉分类算法包含颜色算法、形状算法等常用算法。
设备名称：*-*精密直线电机
*、直线电机▲（*）运动精度：≤*.***mm；
▲（*）最大运行速度：≥****mm/s；
★（*）最大加速度：≥*.*G；
▲（*）编码器分辨率：≤*.*μm；
★（*）重复定位精度：-*μm 至+*μm（包括-*μm和+*μm）；
▲（*）有效行程：≥***mm；
▲（*）有效负载：≥**Kg。
*、底座平台
★（*）钢结构及钣金平台；
▲（*）底座大板：≥**mm厚镀硬铬板；
★（*）底座长宽高（不含单轴高度）：长≤***mm，宽≤***mm，高≤***mm；
（*）底座带脚杯及轮子，方便搬运。
*、电控
（*）电控箱在底座内部；
（*）输入电压：***V,**/**Hz；
★（*）运动控制：采用工控机式的运动控制器，提供控制器底层算法源代码( 提供源代码截图，需要加盖投标人公章）；
★（*）可以进行二次开发；
▲（*）伺服驱动器：采用ethercat通讯式伺服；
★（*）运动控制器系统：采用开源的Linux系统；
▲（*）工控机配置：CPU≥*核*线程，基础频率≥*.*GHz，最大睿频≥*.*GHz，≥*MB三级缓存；核显：具有集成核显，基础频率≥***MHz，动态频率≥*.*GHz，支持≥*K@**Hz输出, ≥*G内存, ≥***G固态硬盘，≥*千兆网口，带wifi；
（*）电控保护功能：需要配备过载保护、过流保护及接地保护；
（*）显示器：≥**寸显示器；
（**）需要具有软限位及硬限位功能。
设备名称：*-* 倒立摆
*、直线电机▲（*）电机行程：≥***mm；
▲（*）电机分辨率：≥*um；
▲（*）最大速度：≥*.*m/s；
（*）最大加速度：≥**m/s*；
（*）连续推力：≥**N；峰值推力：≥***N；连续电流：≥*.*A；峰值电流：≥**.*A；角度分辨率：≥*.***°。
*.摆杆
（*）长度：≥***mm；重量：≤***g；
（*）底座重量：≥*.*kg；底座高度：≥**mm。
*.角度编码器
（*）分辨率：≥****线；
（*）倍频系数：≥*倍频。
*、控制系统
（*）采用箱体结构，控制箱体尺寸：长≤***mm，宽≤***mm，高≤***mm；控制箱体上侧盖板使用透明亚克力板，能直观看到控制系统的硬件电路结构；（提供控制系统实物图片，需要加盖投标人公章）；
（*）为了便于教学和维护，硬件电路需采用模块化结构，各模块化结构相互独立；
★（*）除底板外，其余硬件电路板使用插针方式安装在底板上，方便安装与拆卸。（提供控制系统实物图片，要求可以清晰看到与底板接插接口，需要加盖投标人公章）；
▲（*）主控芯片采用TI TMS***F***** 及以上型号；
（*）具有上电顺序管理功能，具有可恢复的**A过流保护功能；
▲（*）控制板处理器芯片采用 TI TMS***F***** 及以上型号。控制板引出不少于***引脚的硬件接口至底板；
（*）eQEP接口：≥*组差分输入，≥**位分辨率；SCI接口：≥*组；CAN接口：≥*组；JTAG 接口：≥*组；
（*）LED 指示灯：电源指示灯≥*个，程序运行指示灯≥*个；数码管显示：≥*位数码管，用于显示系统状态和故障状态；
（*）电源：≥*v输入，控制器内包含*.*V和*.*V的电源转换电路；
（**）采用开放式伺服驱动器，可通过≥*路PWM控制MOSFET三相全桥电路；驱动芯片采用TI TMS***F*****及以上型号；
（**）支持*路增量编码器、*路霍尔传感器位置采样；
（**）≥*路CAN和≥*路RS***通信接口；
（**）工作电压支持**V~**V 之间，额定电流*A，最大支持*A，具备硬件过流保护；驱动器至少能工作在位置环，速度环，电流环，加速度环*种模式下；
▲（**）具有过压、欠压、过流、过温保护；
（**）支持通过文件方式进行电机参数及运行参数的下载与上传；支持通过Bootloader或JTAG方式进行驱动器程序的下载或调试；
▲（**）支持上位机图形化调试，可进行运行模式切换；
（**）≥*路输出，≥**位精度，电压范围-**V到**V；≥*路AD输入，≥**位精度，电压范围-**V~**V；≥*路**位增量式编码器；≥*路***通信，≥*路CAN通信接口；≥*路*位拨码开关；至少*路LED灯；至少*路蜂鸣器。
*、人机交互软件要求
★（*）采用集成化设计，可直接在软件界面进行产品选择和实验选择（截图证明，需要加盖投标人公章）；
（*）能在同一屏幕显示至少*个波形窗口，支持窗口布局操作；支持至少任意*个Simulink程序中的变量的实时波形及文本显示，能实时保存及回显。支持运行状态及故障状态显示；支持至少任意*个Simulink程序中的变量的实时修改；支持显示变量名称及单位。
*、软件开发要求
为了方便教学和科研，必须采用先进的MBD开发方式，使用MATLAB/Simulink图形化进行开发，可自动生成C代码；运行于Windows操作系统之上，支持MATLAB/Simulink软件和软件工具箱；提供实时代码生成组件TI Target，集成于MATLAB/Simulink环境中，实现由MATLAB/Simulink模型自动生成TI DSP目标代码；提供IO模块库，集成于MATLAB/Simulink环境中，提供IO模块的配置；提供编码器模块库，至少支持*路编码器信号采集；提供PWM模块库，PWM 模块可独立工作也可工作在互补模式；提供ADC模块库，至少支持*路模拟信号采集，为**位精度；提供DAC模块库，至少支持*路模拟信号输出，范围在正负**V，精度为**位；提供通信模块包括：SCI通信模块，SPI通信模块，IIC通信模块，CAN通信模块。
▲*、支持实验内容（必须在同一平台上完成）
系统认知实验；系统基础试验；系统建模与稳定性分析实验；根轨迹法校正实验；PID 法校正实验；频域法校正实验；根轨迹法复合校正实验；PID 法复合校正实验；频域法复合校正实验；状态空间极点配置实验；线性二次型控制实验；BangBang 自起摆实验；神经网络控制实验；模糊控制实验。
★*、教科研资源包
（*）提供详细的产品介绍、使用说明书、实验指导书、实验例程源码、硬件原理图；
（*）自动控制方向（基于MATLAB/SIMULINK编程）：提供两轮智能平衡车基础外设使用以及自平衡控制相关程序；（投标文件中提供程序截图证明，需要加盖投标人公章）；
（*）串联机器人方向（基于 MATLAB/SIMULINK 编程）：提供三轴串联机械臂仿真，正运动学、逆运动学、*力拖动程序；
（*）移动机器人方向：提供两驱差速底盘仿真，底盘运动控制程序模型、*D导航功能包、视觉 SLAM 功能包，可实现室内建图、定位及导航功能；
（*）提供手机端教学资源，有控制与仿真、智能控制、移动底盘等课程，有不少于**期学者讲坛板块，有论文专利分享板块，有机器人爱好者社群板块。在学习中心可以查看累计学习课时、今日学习时长、连续学习天数等信息；（投标文件中提供功能截图，并能完整体现以上信息，需要加盖投标人公章）；（*）提供倒立摆学习相关的网络教学资源，至少包含基于MBD在倒立摆的算法部署、倒立摆系统建模与仿真、基于神经网络和滑模在倒立摆上的应用案例、一阶并联旋转双倒立摆系统的EFCLQR双模态控制、两轮遥控小车倒立摆及其平衡控制方法等内容。
