基于DSP的兩輪自平衡式機(jī)器人平臺控制系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā).pdf

1、兩輪自平衡式機(jī)器人是一種新型輪式機(jī)器人，其設(shè)計應(yīng)用了倒立擺模型的控制思想，由于該模型本身帶有的自不穩(wěn)定性和多耦合性的特征，所以控制起來較為復(fù)雜，但是其結(jié)構(gòu)簡單、體積較小的優(yōu)勢以及零轉(zhuǎn)彎半徑的特點使其能夠在較為狹小的空間內(nèi)完成行走與運(yùn)輸?shù)娜蝿?wù)，這在物流領(lǐng)域及其他特殊場景下有很高的應(yīng)用價值，與此同時，這種特性用作其他功能性設(shè)備的運(yùn)動平臺時，能夠提供更好的靈活性及通過性;另外其控制理論與開發(fā)方法在類似機(jī)器人移動平臺的設(shè)計過程中也具有拓展性和參

2、考價值，因而具有較高的研究意義與實用價值。
　　本文從兩輪自平衡式機(jī)器人平臺的軟硬件系統(tǒng)設(shè)計入手，介紹基于DSP的系統(tǒng)硬件構(gòu)成，模塊化與可疊加拓展的硬件接口設(shè)計;分析主要的平衡控制算法原理，并基于MATLAB/Simulink和針對DSP C2000系列控制芯片TMS320F2806x的硬件支持包，應(yīng)用前述控制原理進(jìn)行以角度控制為主，速度、方向控制結(jié)合的系統(tǒng)控制模型搭建;結(jié)合外設(shè)接口、數(shù)據(jù)采集以及相關(guān)數(shù)據(jù)通訊模塊的設(shè)計，最后通過E

3、mbedded Coder功能進(jìn)行硬件系統(tǒng)配套設(shè)置，實現(xiàn)嵌入式代碼的自動生成。最終將代碼燒錄進(jìn)硬件實驗平臺，調(diào)試參數(shù)與功能，實現(xiàn)兩輪自平衡式機(jī)器人平臺的控制運(yùn)行，并進(jìn)行必要的二次開發(fā)，實現(xiàn)其運(yùn)行數(shù)據(jù)的觀測。
　　測試結(jié)果表明，本文設(shè)計的軟硬件開發(fā)方法，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)兩輪機(jī)器人平臺自身的功能，更在硬件上提供了二次開發(fā)的接口，軟件上提供從基于模型設(shè)計到代碼運(yùn)行的快速實現(xiàn)與驗證，為兩輪自平衡式移動機(jī)器人平臺設(shè)計提供了一種創(chuàng)新性的軟硬件設(shè)計