项目名称：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）
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） |
| 1-1 |
XYZ型直线电机龙门 |
3 |
| 1-2 |
协作多自由度手臂 |
2 |
| 1-3 |
精密直线电机 |
2 |
| 1-4 |
倒立摆 |
1 |
采购设备的具体技术要求如下：
设备名称：1-1 XYZ型直线电机龙门
1、规格
（1）负载：≥3kg；
▲（2）工作范围：X轴≥400mm，Y轴≥400mm，Z轴≥100mm；
（3）自重：450kg-700kg；
▲（4）自由度：≥3轴；
（5）额定寿命：≥80000h；
（6）供电电源：220V AC。
2、性能
（1）平均功耗：≤3kW；
▲（2）运动精度：≤0.002mm；
▲（3）最大运行速度：XY轴≥1200mm/s，Z轴≥1000mm/s；
▲（4）最大加速度：XY轴≥1.5G，Z轴≥1G；
（5）编码器分辨率：≤0.05μm；
▲（6）重复定位精度：-1μm 至+1μm（包括-1μm和+1μm）；
（7）直线度：≤3μm/100mm；平面度：≥5μm/㎡；垂直度：-10arcsec 至+10arcsec（包括-10arcsec和+10arcsec）。
3、控制系统
▲（1）运动控制：采用工控机式的运动控制器；
★（2）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）；
★（3）是否支持二次开发：支持；
▲（4）视觉系统是否可以选配：支持。
4、电气系统要求
（1）供电：单相220V 50/60Hz；
★（2）伺服驱动器类型：EtherCat通讯控制；
▲（3）工控机配置：CPU≥6核6线程，基础频率≥3.0GHz，最大睿频≥4.4GHz，≥9MB三级缓存；核显：具有集成核显，基础频率≥350MHz，动态频率≥1.1GHz，支持≥4K@60Hz输出：≥8G内存，≥128G 固态硬盘，≥4千兆网口，带wifi；
（4）电控保护功能：需要配备过载保护、过流保护及接地保护；
（5）显示器：≥21寸显示器；
★（6）运动控制器系统：采用开源的Linux系统；
（7）需要具有软限位及硬限位功能。
设备名称：1-2协作多自由度手臂
1、规格
▲（1）机器人负载：≥7kg；
▲（2）工作半径：≥1125mm；
（3）机器人自重：≤30kg；
▲（4）关节自由度：≥7轴；
（5）额定寿命：≥80000h；
（6）供电电源：220V AC；
▲（7）编程：拖动示教，图形化界面；
▲（8）实验平台尺寸：长≤800mm，宽≤800mm；
▲（9）实验平台材质：方通焊接+钣金+16mm以上镀铬厚度平面大板。
2、性能
（1）功耗：≤4kW；
▲（2）安全：≥21项可调安全功能；
（3）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）；
▲（4）力测量分辨率：≤0.1N；
▲（5）力控相对精度：≤0.5N；
（6）笛卡尔刚度可调范围：0-3000N/m；
（7）工作温度范围：0-40℃/20-80% RH（无冷凝）。
3、运动
▲（1）重复定位精度：-0.03mm 至+0.03mm（包括-0.03mm和+0.03mm）；
（2）运动参数
轴 运动范围 最大速度
A1 ±170° 90°/s
A2 ±120° 90°/s
A3 ±170° 90°/s
A4 ±120° 120°/s
A5 ±170° 120°/s
A6 ±120° 120°/s
A7 ±360° 120°/s
（3）工具段最大速度：≤2.5m/s。
4、特点
（1）IP防护等级：IP54；ISO洁净室等级：≥5；
（2）噪声：≤70dB（A）；
（3）机器人安装：任意角度；
（4）工具端I/O端口：≥2路数字输入，≥2路数字输出；工具通讯接口：RS485；工具连接器类型：M8工具I/O电源：24V 1A；
▲（5）各关节配置力扭矩传感器。
5、控制系统
▲（1）控制柜：本体集成控制器；
（2）人机交互设备：笔记本/PAD/示教器/拖动交互面板；
（3）安全设备：手持使能≥1路/手持急停≥1路；
（4）底座IO端口：≥4路数字输入，≥4路数字输出，≥4路安全输入底座通讯接口：≥2路 Ethernet；
（5）底座输出电源 ：24V 1.5A；
（6）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；
▲（7）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；
（8）通讯协议：至少包含TCP/IP 100Mbit，Modbus TCP，Profinet ,Modbus TCP & EtherNet/IP Adapter，CC-Link，CC-Link IE Field Basic；
★（9）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
（10）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；
★（11）支持二次开发SDK。
6、视觉配套
（1）具有不少于颜色算法、形状算法、轮空算法等3种视觉算子；具有深度学习算法；
（2）具有机器人视觉引导软件；软件内置轨迹规划算法。
7、功能
★（1）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；
（2）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：1-3精密直线电机
1、直线电机▲（1）运动精度：≤0.002mm；
▲（2）最大运行速度：≥1200mm/s；
★（3）最大加速度：≥1.5G；
▲（4）编码器分辨率：≤0.1μm；
★（5）重复定位精度：-1μm 至+1μm（包括-1μm和+1μm）；
▲（6）有效行程：≥400mm；
▲（7）有效负载：≥10Kg。
2、底座平台
★（1）钢结构及钣金平台；
▲（2）底座大板：≥16mm厚镀硬铬板；
★（3）底座长宽高（不含单轴高度）：长≤800mm，宽≤800mm，高≤800mm；
（4）底座带脚杯及轮子，方便搬运。
3、电控
（1）电控箱在底座内部；
（2）输入电压：220V,50/60Hz；
★（3）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）；
★（4）可以进行二次开发；
▲（5）伺服驱动器：采用ethercat通讯式伺服；
★（6）运动控制器系统：采用开源的Linux系统；
▲（7）工控机配置：CPU≥6核6线程，基础频率≥3.0GHz，最大睿频≥4.4GHz，≥9MB三级缓存；核显：具有集成核显，基础频率≥350MHz，动态频率≥1.1GHz，支持≥4K@60Hz输出, ≥8G内存, ≥128G固态硬盘，≥4千兆网口，带wifi；
（8）电控保护功能：需要配备过载保护、过流保护及接地保护；
（9）显示器：≥21寸显示器；
（10）需要具有软限位及硬限位功能。
设备名称：1-4 倒立摆
1、直线电机▲（1）电机行程：≥300mm；
▲（2）电机分辨率：≥1um；
▲（3）最大速度：≥1.5m/s；
（4）最大加速度：≥15m/s2；
（5）连续推力：≥50N；峰值推力：≥250N；连续电流：≥3.8A；峰值电流：≥16.7A；角度分辨率：≥0.036°。
2.摆杆
（1）长度：≥454mm；重量：≤144g；
（2）底座重量：≥0.4kg；底座高度：≥25mm。
3.角度编码器
（1）分辨率：≥2500线；
（2）倍频系数：≥4倍频。
4、控制系统
（1）采用箱体结构，控制箱体尺寸：长≤410mm，宽≤360mm，高≤145mm；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）；
（2）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；
★（3）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）；
▲（4）主控芯片采用TI TMS320F28069 及以上型号；
（5）具有上电顺序管理功能，具有可恢复的10A过流保护功能；
▲（6）控制板处理器芯片采用 TI TMS320F28335 及以上型号。控制板引出不少于120引脚的硬件接口至底板；
（7）eQEP接口：≥2组差分输入，≥32位分辨率；SCI接口：≥1组；CAN接口：≥1组；JTAG 接口：≥1组；
（8）LED 指示灯：电源指示灯≥1个，程序运行指示灯≥1个；数码管显示：≥4位数码管，用于显示系统状态和故障状态；
（9）电源：≥5v输入，控制器内包含3.3V和1.8V的电源转换电路；
（10）采用开放式伺服驱动器，可通过≥6路PWM控制MOSFET三相全桥电路；驱动芯片采用TI TMS320F28069及以上型号；
（11）支持1路增量编码器、1路霍尔传感器位置采样；
（12）≥1路CAN和≥1路RS232通信接口；
（13）工作电压支持20V~60V 之间，额定电流5A，最大支持8A，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4种模式下；
▲（14）具有过压、欠压、过流、过温保护；
（15）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；
▲（16）支持上位机图形化调试，可进行运行模式切换；
（17）≥4路输出，≥16位精度，电压范围-10V到10V；≥1路AD输入，≥12位精度，电压范围-10V~10V；≥2路32位增量式编码器；≥1路485通信，≥1路CAN通信接口；≥1路4位拨码开关；至少5路LED灯；至少1路蜂鸣器。
5、人机交互软件要求
★（1）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）；
（2）能在同一屏幕显示至少4个波形窗口，支持窗口布局操作；支持至少任意8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8个Simulink程序中的变量的实时修改；支持显示变量名称及单位。
6、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2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4路模拟信号采集，为12位精度；提供DAC模块库，至少支持4路模拟信号输出，范围在正负10V，精度为16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。
▲7、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。
★8、教科研资源包
（1）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；
（2）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）；
（3）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；
（4）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、2D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；
（5）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10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）；
（6）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。
合同履行期限：合同签订后的60日内将所投产品运抵交货地点并安装调试完毕
需落实的政府采购政策内容：促进中小企业、残疾人企业、监狱企业发展、优先强制采购节能产品和环境标志产品、支持创新产品和服务、支持乡村产业振兴等相关政策等
参加辽宁省政府采购活动的供应商未进入辽宁省政府采购供应商库的，请详阅辽宁政府采购网 “首页—政策法规”中公布的“政府采购供应商入库”的相关规定，及时办理入库登记手续。填写单位名称、统一社会信用代码和联系人等简要信息，由系统自动开通账号后，即可参与政府采购活动。具体规定详见《关于进一步优化辽宁省政府采购供应商入库程序的通知》（辽财采函〔2020〕198号）。
