基于DSP的全自主移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)研究.pdf

1、智能移動(dòng)機(jī)器人的研究是機(jī)器人學(xué)中的一個(gè)重要分支，它融合了計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、機(jī)械、電子等多個(gè)學(xué)科的知識(shí)。移動(dòng)機(jī)器人正朝著高速、高精度、開(kāi)放性、智能化、網(wǎng)絡(luò)化快速發(fā)展，因此要實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人的高精度、高速控制，必須要借助先進(jìn)的控制策略和高性能的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。 本文設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一套基于DSP的全自主移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。根據(jù)控制系統(tǒng)快速性、高精度以及速度穩(wěn)定性等方面的性能要求，選用TI公司推出的TMS320F2812作為系統(tǒng)的核心控制芯片

2、，并研究了移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)方案，對(duì)系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)、控制軟件和速度算法進(jìn)行了分析。 首先本文提出了上位計(jì)算機(jī)+(DSP+CPLD)多軸控制+驅(qū)動(dòng)器方式的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，這種方式將運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)規(guī)劃+伺服閉環(huán)+放大器有層次、模塊化地體現(xiàn)出來(lái)，綜合了 DSF 技術(shù)、CPLD技術(shù)、運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等等。同時(shí)伺服閉環(huán)的方式可選、參數(shù)可調(diào)節(jié)都為運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)控制算法的實(shí)現(xiàn)提供便利。這樣設(shè)計(jì)便于機(jī)器人作為一個(gè)開(kāi)放式開(kāi)發(fā)平臺(tái)進(jìn)行

3、多功能利用，例如巡邏保安機(jī)器人、清潔機(jī)器人、足球機(jī)器人等。 其次，在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)硬件部分，根據(jù)系統(tǒng)的供電要求，詳細(xì)設(shè)計(jì)了電源系統(tǒng)的解決方案和電源轉(zhuǎn)換模塊；詳細(xì)分析了電機(jī)的PWM驅(qū)動(dòng)原理并設(shè)計(jì)了控制器和驅(qū)動(dòng)器，其中包括DSP的基本硬件電路、串口通信、A/D轉(zhuǎn)換電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的兩種接口方式等。 再次，詳細(xì)推導(dǎo)直流電機(jī)數(shù)學(xué)模型的建立；在控制系統(tǒng)中，采用了臨界比例法+湊試法進(jìn)行了PID參數(shù)的選擇并進(jìn)行參數(shù)調(diào)整；通過(guò)研究