基于DSP的直流電機(jī)控制系統(tǒng)在仿人機(jī)器人中的應(yīng)用研究.pdf

1、機(jī)器人學(xué)是由仿生學(xué)、機(jī)械工程學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、控制理論等多種學(xué)科相互融合而形成的一門綜合學(xué)科，仿人機(jī)器人研究是它的一個(gè)重要分支，也是近些年研究的熱點(diǎn)。其雙足行走方式所占空間小、在克服路面障礙方面更具優(yōu)勢(shì)。要實(shí)現(xiàn)高速穩(wěn)定的連續(xù)行走，必須能對(duì)各個(gè)關(guān)節(jié)進(jìn)行準(zhǔn)確的控制，在限定的時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)出相應(yīng)角度使肢體動(dòng)作協(xié)調(diào)，這也是控制中最關(guān)鍵最困難的部分?？紤]到設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)潔性和應(yīng)用的廣泛性，多數(shù)仿人機(jī)器人都傾向采用電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)部位，這種機(jī)器人是一個(gè)需要多電機(jī)協(xié)

2、調(diào)控制的系統(tǒng)，關(guān)節(jié)眾多又要求控制器數(shù)量少、體積小、精度高，直接使用常規(guī)的驅(qū)動(dòng)方法和電機(jī)調(diào)速產(chǎn)品并不能滿足要求。本應(yīng)用研究主要從這一點(diǎn)出發(fā)，針對(duì)在仿人機(jī)器人中使用的直流電機(jī)，設(shè)計(jì)一款運(yùn)動(dòng)控制器，能夠同時(shí)驅(qū)動(dòng)多個(gè)電機(jī)并達(dá)到所要求的速度和位置精度。
　　 研究首先確定機(jī)器人的主體結(jié)構(gòu)、電機(jī)類型和設(shè)計(jì)方向，然后給出系統(tǒng)基于DSP的控制方案，進(jìn)行控制器電路設(shè)計(jì)。最后將設(shè)計(jì)的硬件電路與系統(tǒng)軟件結(jié)合起來(lái)，用控制程序進(jìn)行調(diào)試，測(cè)試關(guān)節(jié)電機(jī)的起動(dòng)

3、、停止以及電機(jī)同時(shí)工作時(shí)機(jī)器人的協(xié)調(diào)性和穩(wěn)定性是否能達(dá)到預(yù)期的要求。
　　 仿人機(jī)器人的定位是家用化，要求功能多、耐用且成本低，綜合考慮后，關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)以Maxon的直流電機(jī)為主，由于需要承重和行走，對(duì)腿部關(guān)節(jié)電機(jī)的要求最高，為此腿部選用EC-max系列三相無(wú)刷直流電機(jī)，并主要為其設(shè)計(jì)恰當(dāng)?shù)目刂破?。根?jù)任務(wù)要求選用TI公司的TMS320F2812作為電機(jī)控制系統(tǒng)的核心處理器，參考其功能、外設(shè)和應(yīng)用，將控制器劃分為DSP處理電路與電機(jī)