基于FPGA技術(shù)的全方位移動機(jī)器人運(yùn)動控制系統(tǒng)的方案設(shè)計

　　A、B兩相信號是相位相差90°的正交方波脈沖串，每個脈沖代表被測對象旋轉(zhuǎn)了一定的角度，A、B之間的相位關(guān)系則反映了被測對象的旋轉(zhuǎn)方向。在FPGA中設(shè)計4倍頻和鑒向電路，本設(shè)計采用2路輸出：一路輸出方向，另一路輸出脈沖，并對鑒向倍頻電路進(jìn)行仿真，如圖5所示。

　　根據(jù)脈沖計數(shù)來測量轉(zhuǎn)速的方法有M法、T法以及M/T法3種。M法適用于高速測量場合，在低速時有較大的誤差;而T法，恰恰相反，在低速時測量準(zhǔn)確，高速時誤差較大。

　　本設(shè)計采用文獻(xiàn)所描述的方法。該方法如圖6所示，設(shè)定參考閘門時間為固定的1個值，它只是作為參考信號和編碼信號共同確定實(shí)際的閘門時間。這樣確定的閘門時間為被測信號的整周期倍，能夠有效提高測量精度。則測得的速度為：

　　4. 增量式PID控制原理及其FPGA實(shí)現(xiàn)

　　實(shí)際機(jī)器人的數(shù)學(xué)模型不可避免地存在一定程度的參數(shù)不確定性，且三輪全方位移動機(jī)器人的正交全向輪在行走時會與地面交替接觸而產(chǎn)生一些不確定摩擦轉(zhuǎn)矩，這些都會給機(jī)器人的精確控制帶來難度。為了對三輪全方位移動機(jī)器人進(jìn)行精確的控制，系統(tǒng)采用PID速度閉環(huán)控制算法對機(jī)器人的3個全向輪進(jìn)行速度調(diào)節(jié)。

　　令采樣周期為TS，將連續(xù)PID公式離散化后可得到數(shù)字PID算法表達(dá)式：

　　式中：k為采樣序號;u(k)為第k個采樣時刻的計算機(jī)輸出值;e(k)為第k個采