沈阳工业大学特种电机与智慧能源实验中心设备采购项目（16）（第二次）招标公告

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：

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、零力拖动程序；

（*）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。