基于atmega8515l的舞蹈机器人控制系统设计与研究

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1、西北工业大学硕士学位论文基于ATmega8515L的舞蹈机器人控制系统设计与研究姓名：林海华申请学位级别：硕士专业：机械电子工程指导教师：马锡琪20050201西北T业人学硕士学位论文摘要摘要娱乐机器人作为机器人的一个重要分支，已经发展为一种产业。舞蹈机器人是娱乐机器人的一种，它集软件和硬件于一身，而控制系统是机器人的核心，在机器人中发挥着重要的作用。本文针对舞蹈机器人控制系统的设计过程，主要研究其硬件电路设计、软件程序设计和关键算法。在分析了机器人性能要求和相关控制方法的基础上，提出了基于上下位机的控制结构，通过无线通信方式传输数据和指令，从而实现机器人的遥控。硬件设计

2、过程中，以提高集成度、减小体积、提高性价比为设计原则，将各部分电路按照功能划分。利用无线通讯模块，实现上下位机之间的远程通信;通过端口扩展，解决I/0资源紧张问题:采用CPLD对机器人驱动轮的脉冲进行反馈检测，并加上四倍频环节，提高了检测精度;通过工2C总线扩展存储器，满足存放大量舞蹈动作数据的要求。软件设计过程中，采用模块化的设计方法。在上位机设计友好的人机界面，以方便用户设置控制参数和指令，实现舞蹈动作的可视化编辑。机器人行走过程中，采取数字PID算法，通过闭环反馈控制，实现机器人行走路径的准确定位，并结合同步补偿算法，可较好的解决机器人的直线行走问题。为了使机器人的

3、舞蹈动作更好地表现音乐的内涵，提出一种基干音乐特征识别的策略，在音乐特征识别的基础上结合专家系统、模糊控制等智能手段，通过舞蹈动作与音乐的自动匹配、同步演示等方法，从而最终实现舞蹈动作与音乐协调一致。关键词:舞蹈机器人，AVR单片机，舵机调速，CPLD,PID控制，音乐特征识别两北1业人学硕卜学位论文AbstractAbstractAsanimportantbranchofrobot,Entertainmentrobothasbecomeanindustry.DancerobotisoneofEntertainmentrobot,includinghardwareands

4、oftware.Thecontrolsystemisthecoreoftherobotandplaysanimportant.roleintherobotsystem.Thisthesisaimsatthedesignprocessofthedancerobot'scontrolsystem,mainlystudyhardwaredesign,softwaredevelopandkeyarithmetic.Onthebaseofanalyzingtheperformancerequirementandrelatedcontrolmethods,weputforwardas

5、tructurebasedonmaster-slavercontrolmethod,usingwirelesscommunicationtotransferdataandinstructionbetweenthemastercontrollerandtheslavercontroller,thusrealizingthegoalofremotecontrol.Whendesigningthehardwarestructure,wedividethewholesystemintoseveralfunctionalmodulesbasedontheprincipleofimp

6、rovingintergration,reducingvolumeandimprovingtherateofperformancevscost.Wirelesscommunicatingmodulewasusedtocontroltherobotbylong-distance.Byexpandingtheoutputportsolvestheproblemof110resourceshortage.Inordertorealizethegoalofclosed-loopcontrolofrobot,wemakeuseofCPLDtoexaminethevelocityof

7、therobot'swheelsdrivedbyDCmotors,andaddfour-multiplecelltoincreasetheprecision.UsingtheI'Cbustoexpandthememory,thusmeetstherequirementtostorelargenumbersofdancedata.Wher:developingthesoftwareprogramme,weadoptthemethodofmodulizationdesigntomaketheprogrammemorecompact