试论基于dsp与usb的移动机器人运动控制系统研究与开发

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1、山东大学硕士学位论文基于DSP与USB的移动机器人运动控制系统研究与开发姓名：朱剑申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：张东亮20080514山东大学硕士学位论文摘要移动机器人是机器人领域的一个重要的发展方向，越来越广泛地应用于工业、农业、军事、教育等人类社会的各个方面。移动机器人是集环境感知、动态决策与规划、行为控制与执行等多种功能于一体的综合系统，运动控制系统是其非常重要的一环。基于DSP与USB的移动机器人运动控制系统的研究与开发对移动机器人向高速、高精度、开放化、智能化、网络化的方向发展，具有重要的理论意义与应用价值。本文首先讨论了移动机器人研究的发展、现状及趋势，详细

2、介绍了运动控制器的类型及选择，并指出了本课题的主要研究内容。接着本文讨论了本移动机器人整体结构、平台组成以及其运动控制系统的设计方案，提出了以DSP(数字信号处理器)为核心、采用USB(通用串行总线)与PC机进行通信、在实时嵌入式操作系统I上C／OS．II下进行软件编程的运动控制系统的设计方法。然后对本移动机器人运动控制系统各个模块的硬件电路设计进行了详细介绍，包括：DSP芯片的特点及选型、电源电路、DSP最小系统电路、无线数据收发模块、USB通信模块、USB芯片及DSP之间的接口电路以及电机驱动模块等。在软件实现方面，讨论了实时嵌入式操作系统gC／OS．II在TMS320LF2407DSP

3、上的移植，对移动机器人运动控制进行了任务分配，介绍了各任务的功能及具体实现，并对USB接口芯片AN2131QC单片机的固件设计及装载进行了介绍。本文还设计开发了一种移动机器人多超声波传感器环境探测系统，包括：单路超声波传感器测距的硬件电路设计和程序设计、多超声波传感器的结构设计。关键词：移动机器人；运动控制系统；DSP；USB山东大学硕士学位论文ABSTRACTThemobilerobot，animportantbranchofthefieldofRobot，isofgreatinterestbecauseitswideapplicationinvariousfields，suchasind

4、ustry,agriculture，militaryandeducation．ThemobileRobotisakindofcompositivesystemthatintegratesenvironmentperception，decision-makingandmotioncontr01．Themotioncontrolsystemisanimportantfactorofmobilerobots．Theresearchanddevelopmentofmobilerobots’motioncontrolsystembasedonDSPandUSBisofgreattheoreticals

5、ignificanceandapplicationvaluetothedevelopmentofmobilerobotstowardsthewayofhighspeed，highprecision，intelligentandnetwork．Firstly，thepaperdiscussesthedevelopmentstatusandtrendofmobilerobotsresearch，andintroducesthetypesandtheselectionofmotioncontrollersindetail．Andthepaperintroducesthemaincontentoft

6、hisproject．Thenthepapergivesanintroductionofthestructureofthemobilerobot，andtheentiretydesignofthemobilerobot’Scontrolsystem．TheDSP(DigitalSignalProcessor)isselectedasthecoreofthemotioncontrolsystemofthemobilerobot，andthemotioncontrolsystemadoptUSB(UniversalSerialBus)tocommunicatewiththePC，andtheso

7、frwareisdesignedbasedontherealizationofrealtimeoperationsystemlIC／OS-IIinDSP．Afterthatthepapergivesadetaileddesignofeachpartofthehardwaresystemofthemotioncontrolsystem，includingthecharacteristicsandselectio