机床与液压

作者：陆振宇，查万荣，金陆乔，胡瑢华，纵怀志，孙守迪

单位：南昌大学先进制造学院；南昌大学智能机器人江西省重点实验室；南昌大学先进制造学院；南昌大学智能机器人江西省重点实验室；南昌大学先进制造学院；南昌大学智能机器人江西省重点实验室；南昌大学先进制造学院；南昌大学智能机器人江西省重点实验室；浙江大学流体动力基础件与机电系统全国重点实验室；南昌大学先进制造学院；南昌大学智能机器人江西省重点实验室

关键词：关节控制;液压机器人;实时操作系统

基金：国家自然科学基金项目（52205059；52175050）；江西省科学教育学会在校研究生重点项目（2025KXJYS072）

统一规范化的数字式关节轴控嵌入式驱控软件是实现液压机器人实时运动控制的基础技术之一。针对液压机器人关节轴控，设计一种基于Cortex-M7硬件架构与实时操作系统FreeRTOS的液压机器人关节轴控嵌入式实时系统软件框架，并进行实时性验证。硬件以Cortex-M7硬件架构的STM32H7系列为主控芯片，整合传感检测、驱动、通信模块，满足液压机器人关节的传感信号采集、电液阀驱动控制、指令通信交互的功能需求。软件采用分层设计结构，基于FreeRTOS实时操作系统进行任务管理与调度，实现液压机器人关节闭环控制、数据监测、动态维护功能。实验表明：系统各任务执行时间均满足实时性要求，高频任务的执行时间和响应时间均小于1 ms，FreeRTOS抢占式调度的成效显著；在运动控制能力方面，各液压关节的位置控制误差均小于0.6°，误差平均值和误差均方根均小于0.35°；在运行维护方面，故障诊断模块能够快速精准识别故障。

来源：2025年第23期

《机床与液压》期刊编辑部

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