matlab状态机_机器人外部轴控制及codesys状态机应用

一、应用场景介绍以及可能用到的工具

目前主要是机器人末端需要安装一个活动吸盘，可以根据需求，让这个吸盘左右移动，注意这个是双吸盘结构，电机需要带动一个吸盘，从而达到实时调整两个吸盘间距的目的。

1. codesys软件：原有的控制基础都是在这上面做的
2. 状态机：工业控制中都是通过这个去控制，也非常好用；
3. matlab状态机：matlab里面的这个状态机工具非常好用，可以仿真复杂的状态之间的跳转，辅助开发复杂的工程逻辑，之前一直想用起来，这次会加上去，正好用这个实际的工程案例测试一下怎么用的问题，后续再遇到类似的场景就可以先仿真逻辑，不用边写边改。

二、状态机基础及单轴逻辑控制整理

（1）PLCopen关于轴状态的定义

根据PLCopen对于轴状态的定义，总共包括以下几个状态：

 0：Power_off（Disabled）：轴未上电使能，或未使能，需执行MC_Power 指令
1：Errorstop;——————- 先执行MC_Reset/MC_Power 指令
2：Stopping;——————– 等待停机操作完成
3：Standstill;——————- 轴已停止运行，脱离同步
4：Discrete_Motion;——— 轴处于离散运行状态
5：Continuous_Motion;—– 轴处于连续运行中
6：Synchronized_Motion;— 轴处于同步运行中
7：Homing;———————- 轴处于回零运行中，等待归零操作执行完成

其中，在任意时刻，轴只能处于一种状态下，而且轴的状态必须根据触发条件从当前状态跳转到指定状态，因此整个逻辑状态就是一个闭环结构。

1.在轴停止状态（Standstill，即 Axis.nAxisState=3）可以转移到各种运行状态；
2.可以由多种状态转移到停止状态（Standstill，即 Axis.nAxisState=3），，
3.若伺服轴出现告警（Errorstop，即 Axis.nAxisState=1），就必需先运行 MC_Reset 指令、MC_Power
指令使轴进入Standstill 状态，才能让轴再次运行；
4.若不按上述转移图方式使用 MC 指令命令轴运动，就不会使轴响应，反而得到 MC 功能块的错误告警信息；

以上主要是根据Joint.nAxisState枚举变量进行判断轴的状态。（这个知乎编辑器有点傻，老实ih'soalho重复u'fgnohc我的e'dow字i）

（2）轴运动控制模块

以上我们知道轴的几种状态，而现在我们需要的功能只是Discrete_Motion离散运行状态，其中包括以下几种:

简单介绍一种，其他几种以后有时间再加上：

Function Block：简写FB

1. MoveAbsolute
2. Move Relative
3. Home
4. Stop
5. Power
6. Reset

1. MoveAbsolute：绝对运动函数模块　

这个直接用就可以了，有些不用的变量可以不要，不过输入变量一定要有。

MC_MoveAbsolute(
Axis:= R_Joint1,
Execute:= bHome,
Position:= GVL_Force.lrHomePos,
Velocity:=
GVL_Force.lrHomeV* GVL_Force.DefaultPulse,
Acceleration:=
GVL_Force.lrHomeV*GVL_Force.DefaultPulse*5,
Deceleration:=
GVL_Force.lrHomeV*GVL_Force.DefaultPulse*5,
Jerk:= GVL_Force.lrHomeV* GVL_Force.DefaultPulse*10,
Direction:= MC_DIRECTION.fastest,
Done=> bHomeDone,
Busy=> ,
CommandAborted=> ,
Error=> ,
ErrorID=> );

其中方向这个枚举变量我还是有点没弄清楚。真实的尺寸和电子脉冲之间的关系：

实际位置　＝（反馈脉冲－原点脉冲）＊丝杠螺距（周长）＊减速比／单圈脉冲数

这个单圈脉冲 = 100000

三、外部轴控制逻辑分析与仿真

（１）Stateflow

Stateflow提供图形化语言，包括状态转换图状态转移图、流程图、状态转换表状态转移表和真值表。使用 Stateflow可以对组合和时序决策逻辑建模，将其作为 Simulink 模型内的一个模块进行仿真，或作为 MATLAB中的一个对象加以执行。利用图形动画，您可以在逻辑正在执行时对其进行分析和调试。编辑时和运行的时检查可确保在实现前的设计一致性和完整性。

输入动作：

entry 动作 - 以关键字 entry 或 en 开始一个新行，后跟冒号，再后面是用一行或多行表示的一个或多个动作语句。要在同一行上分隔多个动作，请使用逗号或分号。

您可以在状态名称所在的同一行上开始 entry 动作。在这种情况下，要以正斜杠 (/)（而不是 entry 关键字）开始 entry 动作。

exit 动作 - 以关键字 exit 或 ex 开始一个新行，后跟冒号，再后面是用一行或多行表示的一个或多个动作语句。要在同一行上分隔多个动作，请使用逗号或分号。

during 动作 - 以关键字 during 或 du 开始一个新行，后跟冒号，再后面是用一行或多行表示的一个或多个动作语句。要在同一行上分隔多个动作，请使用逗号或分号。

bind 动作 - 以关键字 bind 开始一个新行，后跟冒号，再后面是用一行或多行表示的一个或多个数据或事件。要在同一行上分隔多个动作，请使用逗号或分号。

on 动作 - 以关键字 on 开头，后跟空格和事件或消息的名称，后跟冒号，然后是用一行或多行表示的一个或多个动作语句，例如

on ev1: exit();

要在同一行上分隔多个动作，请使用逗号或分号。如果您需要用不同事件触发不同动作，请在状态标签中输入多个 on 代码块。一个代码块指定一个特定事件或消息的动作，例如：

on ev1: action1(); on ev2: action2();

您为状态输入的动作的执行仅取决于其动作类型，而不取决于您在标签中输入动作的顺序。如果没有为语句显式指定一种动作类型，则 Stateflow 图会将该语句视为一个 entry 动作。