基于ARM 的漿果采摘機(jī)械手運(yùn)動(dòng)控制研究

　　2.3 反饋模塊設(shè)計(jì)

　　本系統(tǒng)的電機(jī)使用光電編碼器進(jìn)行測(cè)速。光電編碼器具有低慣量、低噪聲、高分辨率和高精度等特點(diǎn)，適合于控制直流電機(jī)。將編碼器產(chǎn)生的脈沖信號(hào)經(jīng)變換得到電動(dòng)機(jī)速度用于速度反饋形成速度閉環(huán)，同時(shí)可以對(duì)脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)和運(yùn)算，從而得到采摘機(jī)器手的位置和速度。

　　3 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

　　控制系統(tǒng)中控制任務(wù)的實(shí)現(xiàn)由應(yīng)用程序來(lái)完成，應(yīng)用程序設(shè)計(jì)的好壞將直接決定整個(gè)系統(tǒng)的控制質(zhì)量和控制效率。為了更好地進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試以及功能擴(kuò)展，控制系統(tǒng)軟件也采用了模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。系統(tǒng)主程序主要分為初始化模塊和運(yùn)行模塊兩大部分。

　　3.1 初始化模塊

　　初始化模塊需要完成的工作是：異常向量表定義、堆棧初始化、系統(tǒng)變量初始化、中斷系統(tǒng)初始化、I/O 初始化和外圍初始化等操作。

　　3.2 運(yùn)行模塊

　　運(yùn)行模塊通過(guò)中斷形式進(jìn)行，包括測(cè)速模塊、PID控制模塊和PWM 波輸出模塊。主要工作流程為：首先判斷是否有新的速度指令，若有，則判斷出速度大小和方向，并將其轉(zhuǎn)換成程序中規(guī)定的統(tǒng)一形式，以方便進(jìn)行PID 控制；然后判斷是否有新的傳感器反饋值，若有，則計(jì)算出電機(jī)的速度大小，并執(zhí)行電機(jī)的PID 控制程序，接著調(diào)用電機(jī)驅(qū)動(dòng)程序，改變PWM 占空比，輸出PWM 波，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的速度控制。測(cè)速模塊每隔一定采樣時(shí)間對(duì)光電編碼器脈沖進(jìn)行采樣，以得到速度反饋值，運(yùn)行模塊的主要流程如圖4 所示。

　　4 結(jié)束語(yǔ)

　　基于ARM 的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)是漿果采摘機(jī)器人系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分。ARM 微處理器性能好、功耗低、體積小、移植性較好。以ARM 微處理器為核心的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)可以通過(guò)硬件平臺(tái)的改進(jìn)和升級(jí)、軟件算法的再生和模塊化使整個(gè)控制系統(tǒng)具備可移植性，具有一定應(yīng)用價(jià)值。