基于DSP 的新型球形機(jī)器人控制器設(shè)計(jì)
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控制系統(tǒng)的命令傳輸采用無線收發(fā)方式。發(fā)送端由控制鍵盤、單片機(jī)和無線發(fā)送模塊組成。控制鍵盤包括“啟動(dòng)”和“停止”按鈕。當(dāng)按下“啟動(dòng)”鍵時(shí)，單片機(jī)就會(huì)通過無線模塊發(fā)送START命令字；按下“停止”鍵時(shí)，單片機(jī)發(fā)送STOP命令字。接收端由接收模塊及串口傳輸接口組成。可以將接收到的數(shù)據(jù)通過串口發(fā)送給DSP。DSP控制器在接收到命令字后執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。無線收發(fā)模塊如圖6所示。本文引用地址：http://www.butianyuan.cn/article/163401.htm
發(fā)射和接收模塊電路是一致的，只是發(fā)送端的無線模塊由單片機(jī)控制，而且有2個(gè)命令按鈕控制發(fā)送的數(shù)據(jù)，如圖6(b)。接收端的數(shù)據(jù)接口則連到DSP，如圖6(c)。
3 開環(huán)控制模型
球形機(jī)器人的開環(huán)控制模型如圖7所示。假如適當(dāng)?shù)乜刂?個(gè)偏心重塊的運(yùn)動(dòng)，使它們的合質(zhì)心Mc的運(yùn)動(dòng)軌跡S在豎直且過球心的行進(jìn)面內(nèi)作勻速圓周運(yùn)動(dòng)；如果忽略偏心重塊轉(zhuǎn)動(dòng)造成的離心力和慣性力，則球體就會(huì)在平面上作直線運(yùn)動(dòng)或近似直線的運(yùn)動(dòng)。
該機(jī)器人基于上述原理的開環(huán)控制模型如圖8所示。
輸入為給定的軌跡方程，即圖7中的S，然后由轉(zhuǎn)角求解器求出各電機(jī)的轉(zhuǎn)角，并與實(shí)際采樣所得的轉(zhuǎn)角值求差分，再經(jīng)PID控制器算出占空比和轉(zhuǎn)向。
基于上述開環(huán)控制模型的控制程序框圖如圖9所示。由于DSP具有強(qiáng)大的處理能力，使得以DSP搭建的系統(tǒng)能及時(shí)、快速地處理機(jī)器人的多種信號(hào)。本文所描述的球形機(jī)器人控制系統(tǒng)，正是基于DSP處理器的這一特點(diǎn)，充分運(yùn)用DSP強(qiáng)大的乘法運(yùn)算能力，快速地處理機(jī)器人的位姿解算和實(shí)時(shí)控制，使球形機(jī)器人實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)或更復(fù)雜的軌跡運(yùn)動(dòng)。
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